1815 december 10-én Annabella, a költő Lord Byron felesége, leánygyermeket szült. A népszerű, vonzó férfi nemcsak romantikus műveiről, de szertelen, szabados viselkedéséről is híres volt, korabeli pletykák szerint Annabellával kötött házassága csak a féltestvérével való kapcsolatának leplezésére szolgált. Augusta Ada születése után néhány hónappal a házaspár elvált. Byron elhagyta Angliát, soha többé nem látta lányát, emiatt érzett fájdalma több versében megjelenik.
Annabella tartott attól, hogy a kislány örökölheti apja költői tehetségét, ezért egészen kicsi korától matematikára és zenére taníttatta. Első tanárai között volt Augustus DeMorgan matematikus, aki a Boole algebra (logikai műveletekkel foglalkozó algebra) egyik elméleti megalapozója.
Ada 17 éves korában ismerkedett meg Charles Babbage matematikussal, aki többek között a függvénytáblák számitásainak automatizálásán dolgozott. Az ismerkedésből életre szóló munkakapcsolat lett, fennmaradt levelezésükben többek között matematikai, logikai, csillagászati problémákat, az “analítikus gép” megvalósítását vitatták meg.
Ada jóbarátnőjének, matematikusnak házában találkozott Lord William Kinggel, a későbbi Earl of Lovelace-al, akihez 1835-ben feleségül ment. A házaspárnak három gyermeke született, akiknek nevelését Ada jórészt az anyjára bízta.
Babbage 1842-ben Olaszországba utazott, ahol tervezett analítikus gépéről tartott előadássorozatot. Luigi Menabrea olasz matematikusra olyan nagy hatást tett, hogy összefoglalót írt az előadásokról. Az olasz nyelvű cikket Ada fordította angolra, és Babbage bíztatására kiegészítette saját megjegyzéseivel és magyarázataival, így végül az angol nyelvű szöveg kétszer olyan hosszú lett, mint az eredeti. Levelezésükből egyértelműen kiderül, hogy a megjegyzések Ada gondolatai. Egyik levelében ezt írja:
Nagyon bánt, hogy változtatott a szövegemen. Jól tudja, hogy mindig hajlandó vagyok a szükséges kiigazításokra, de nem tűrhetem, hogy más hozzányúljon a mondataimhoz.”
A The Sketch of the Analytical Engine címmel megjelent tanulmány a számítástechnika alapműve lett. Ada hitt abban, hogy a matematika idővel olyan szimbólumrendszert fog kifejleszteni, amellyel a világon bármi kifejezhető. Még arra is gondolt, hogy a gép zeneszerzésre is alkalmas lehet, egyfajta “tudományos zene” létrehozására. Vagyis több mint másfél évszázaddal ezelőtt már hitt a mesterséges intelligencia megvalósíthatóságában.
1852-ben, 36 éves korában – annyit élt, mint édesapja – Ada Byron valószínűleg rákbetegségben meghalt. Kívánságának megfelelően apja mellett, a családi birtokon temették el.
Az Amerikai Egyesült Államok védelmi minisztériuma az 1977-ben kifejlesztett számítógép programozási nyelvet “Ada”-nak nevezte el.