Konzervativ család lánya, nehezen tudta apját meggyőzni, hogy egyezzen bele egyetemi tanulmányaiba. A torinói orvosi egyetemet 1936-ban végezte el, az Anatómiai Intézetben kapott állást, de ez rövid ideig tartott, Mussolini 1938-ban kibocsátott rendelete kizárta a zsidókat a tudományos pályáról. A bújkálás évei következtek, egészen a háború végéig. 1947-ben elfogadott egy állást St. Louis-ban a Washington egyetemen. Egy évről volt szó, harminc lett belőle, komoly tudományos eredményekkel. 1962-ben Rómában is létrehozott egy kutatólaboratóriumot, ettől kezdve idejét megosztotta St. Louis és Róma között. 1986-ban kollegájával, Stanley Cohennel megosztva Nobel-díjat kapott.