ولدت سميرة موسى في الثالث من آذار عام 1917 في قرية سنبو الكبرى في المحافظة الغربية لمصر وكان لوالدها مكانة اجتماعية مرموقة بين أبناء قريته وكان منزله بمثابة مجلس يلتقي فيه أهالي القرية ليتناقشوا في كافة الأمور  على مختلف الأصعدة.

لم تكن سميرة يوماً ما بالفتاة العادية، فقد حرصت على التفوق في جميع مراحل التعليم بدءًا من الشهادة التوجيهية عام 1935 ولم يكن هذا أمراً عادياً حينها حيث أن الفتيات لم يكن يسمح لهن بدخول الامتحانات التوجيهية إلا من المنازل حتى تم تغيير هذا القرار عام 1925.

سافرت في بعثة إلى بريطانيا حيث قامت بدراسة الإشعاع النووي وحصلت على الدكتوراه في «الأشعة السينية وتأثيرها على المواد المختلفة»؛ رغم أن مدة البعثة كانت ثلاث سنوات، لكنها استطاعت أن تحصل على الدكتوراه في أقل من عامين، لتكون أول امرأة عربية تحصل على هذه الدرجة، وأطلقوا عليها حينها اسم «مس كوري المصرية».

آمنت الدكتورة سميرة موسى بمبدأ هام وهو التكافؤ في امتلاك الأسلحة النووية، حتى لا تفرض دولة قوتها على الأخرى، فأي دولة تسعى للسلام يجب أن تسعى له وهي في موقف قوة، وقد لفت انتباهها اهتمام إسرائيل بامتلاك الأسلحة النووية وانفرادها بها، وكان هذا بمثابة التأكيد على فكر سميرة في أهمية مجاراة التقدم والحصول على ميزة التسلح بنفس أسلحتهم، خاصة بعدما عاصرته من مأساة القنبلة النووية على كل من مدينتي هيروشيما وناجازاكي عام 1945 في الحرب العالمية الثانية، آملة دوماً أن تستطيع تسخير الذرة لخدمة الإنسان في المجالات السلمية والطبية كالعلاج بالذرة وقد تطوعت في مستشفيات القصر العيني من أجل مساعدة المرضى في العلاج بالمجان.

حصلت على منحة دراسية لدراسة الذرة في الولايات المتحدة عام 1951 في جامعة كاليفورنيا، وأظهرت نبوغاً منقطع النظير في أبحاثها العلمية إذ سُمح لها بزيارة معمل الذرة السرية في الولايات المتحدة، وتلقت عروضاً لتحصل على الجنسية الأمريكية، وتبقى في الولايات المتحدة، ولكنها رفضت مؤكدة أنها سوف تعود إلى مصر.
أسست هيئة الطاقة الذرية بعد 3 أشهر فقط من إعلان الدولة الإسرائيلية عام 1948 كما شاركت في جمعية الطلبة للثقافة العامة التي كانت تهدف إلى محو الأمية في الريف المصري.

شأنها شأن الكثير من العلماء المصريين الذين شهد العالم أجمع على نبوغهم لم يشأ عدد من الحاقدين أن تنعم أوطانهم بعلمهم، فتم اغتيال الدكتورة العالمة سميرة موسى ليكتنف حادث وفاتها غموض رهيب لم يتم الكشف عنه حتى يومنا هذا... وجاء حادث الاغتيال عقب دعوة وُجّهت لها لزيارة معامل نووية في ضواحي ولاية كاليفورنيا في الخامس عشر من آب 1952، وفي الطريق الجبلي الوعر إلى كاليفورنيا ظهرت فجأة سيارة نقل اعترضت طريق السيارة التي تستقلها ملقية بها في وادٍ عميق وقفز السائق من السيارة ولم يعثر له على أثر، ليتبين بعد عدد من التحريات أن السائق يحمل اسمًا مستعارًا وأن إدارة المفاعل لم تبعث أحداً لاصطحابها، ولا زالت الصحف تتناول قصتها وملفها الذي لم يغلق، وإن كانت الدلائل تشير طبقا للمراقبين أن الموساد والمخابرات الإسرائيلية هي التي اغتالتها، جزاء محاولتها نقل العلم النووي إلى مصر والعالم العربي في تلك الفترة المبكرة؛ لتنتهي بذلك حياة عالمة عظيمة في الخامسة والثلاثين من عمرها كان من الممكن أن تغير الكثير في مجال الذرة. 

في آخر رسالة لها كانت تقول: «لقد استطعت أن أزور المعامل الذرية في أمريكا وعندما أعود إلى مصر سأقدم لبلادي خدمات جليلة في هذا الميدان و سأستطيع أن أخدم قضية السلام»، حيث كانت تنوي إنشاء معمل خاص لها في منطقة الهرم في محافظة الجيزة.