Geboren 1958 in Bologna (Italien) studiert Lucia Serena Rossi an der Università di Bologna (Universität Bologna, Italien) und erwirbt 1982 den Abschluss der rechtswissenschaftlichen Fakultät und 1989 einen Doktortitel im Recht der Europäischen Union.

Von 1982 bis 1987 ist sie wissenschaftliche Mitarbeiterin an einem italienischen Forschungsinstitut. 1985 wird sie in Italien als Rechtsanwältin zugelassen.

Von 1991 bis 1994 ist sie Assistenzprofessorin, von 1994 bis 1997 beigeordnete Professorin für Internationales Recht an der Università degli Studi di Urbino (Universität Urbino, Italien). An der Università di Bologna unterrichtet sie dann von 1997 bis 2000 als beigeordnete Professorin Internationales Recht und Europarecht. Zur Professorin für das Recht der Europäischen Union ernannt, unterrichtet sie dort seit 2000 Europarecht, Völkerrecht und Internationales Privatrecht.

Sie trägt zur Verbreitung des Unionsrechts auch an mehreren anderen Universitäten bei: Von 2000 bis 2008 ist sie Gastprofessorin an der Université Robert-Schuman in Straßburg (Frankreich), 2004 an der Université Nice Sophia-Antipolis (Frankreich), 2008 an der Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (Frankreich), 2014 an der Boston University (USA) und von 2005 bis 2015 am Kingʼs College London (Vereinigtes Königreich). 2004 ist sie als Gastdozentin an der Tōkyō daigaku (Universität Tokyo, Japan) und der Universiteit Gent (Belgien) sowie 2002 und 2009 an der University of Denver (USA) tätig. Sie ist auch Verfasserin zahlreicher Werke.

Lucia Serena Rossi ist außerdem von 1998 bis 2018 Direktorin des Internationalen Forschungszentrums für Europarecht der Università di Bologna. Von 2009 bis 2010 ist sie Vizepräsidentin der Italienischen Gesellschaft für Internationales Recht und das Recht der Europäischen Union, von 2011 bis 2013 Mitglied des gemischten Verwaltungsausschusses der China-EU School of Law der Zhōngguó Zhèngfǎ Dàxué (China University of Political Science and Law, China). Von 2014 bis 2018 ist sie Vertreterin der italienischen Regierung im Stiftungsrat der Europäischen Rechtsakademie (ERA), von 2014 bis 2017 Rechtsberaterin bei der Abteilung für europäische Angelegenheiten des italienischen Ministerratspräsidiums.

Sie ist Verfasserin und Mitverfasserin zahlreicher juristischer Werke und unterrichtet seit 2019 als Lehrbeauftragte auch am Europakolleg Brügge (Belgien) und an der Universität Luxemburg.

Richterin am Gerichtshof seit 8. Oktober 2018 bis 7. Oktober 2024.