היא נולדה בשנת 1911 במחוז בפרוסיה המזרחית של גרמניה. אביה, אברהם, ייסד את מערכת הביטוח הלאומי של ליטא, שהייתה אז חלק מהאימפריה הרוסית. אימה ביקשה לכתוב על מצבתה ארבע מילים בלבד: "אמא של לאה גולדברג" והיא עצמה גדלה להיות אחת מהבולטות שביוצרות ישראל.
כלת פרס ישראל, הסופרת והמשוררת לאה גולדברג, עלתה ארצה בשנת 1935 וחברה אל החבורה הספרותית המובילה של התקופה, יחדיו. יחד עמה פעלו בקבוצה אברהם שלונסקי, נתן אלתרמן, אלכסנדר פן, ישראל זמורה ואחרים.
גולדברג התגוררה בתל – אביב ובין השאר עסקה בחקר, ביקורת ותרגום יצירות ספרותיות. בין היתר תרגמה לעברית את ספרו של טולסטוי, מלחמה ושלום ואת ספרו של צ'כוב, סיפורים. בשנת 1950, נדדה לאה גולדברג לירושלים שם החלה לעבוד באוניברסיטה העברית. היא הקימה את החוג לספרות השוואתית בשנת 1960 ועמדה בראשו עד שנכנעה למחלת הסרטן ונפטרה בשנת 1970. השנה בה קיבלה את פרס ישראל לספרות.
בין יצירותיה הבולטות ניתן למנות את ספרי הילדים: דירה להשכיר והמפוזר מכפר אז"ר, לצד שירים שהפכו לנכסי צאן ברזל כסליחות, את תלכי בשדה, מה עושות האיילות ועוד.