Rita Levi-Montalcini nació en Turin el 22 de abril de 1909 junto con su hermana gemela Paola. Adamo Levi, su padre, era ingeniero eléctrico y matemático y Adele Montalcini, su madre, pintora. Los dos eran judíos de familias que podían trazar sus raíces en Italia desde el Imperio Romano. Según las costumbres de la época el padre desanimó a sus hijas de estudiar una carrera, temiendo que pudiese interferir en lo que era el futuro que se esperaba de ellas, ser esposas y madres.