Леа Гольдберг родилась в Кёнигсберге (сегодняшнем Калининграде) в семье литовских евреев. Училась в ивритской гимназии в Ковно, затем переехала в Германию, где посещала Берлинский (1931-32) и Боннский (1932-33) университеты, где получила степень доктора философии. В 1935 переехала в подмандатную Палестину и поселилась в Тель-Авиве. Там участвовала в литературном обществе «Яхдав», председателем которого являлся Авраам Шлёнский, оказавший Гольдберг помощь в подготовке к изданию первого сборника её стихов «Таб‘от ашан» («Кольца дыма», 1935). Свои стихотворения она впервые смогла опубликовать в еженедельнике «Турим», основанном Шлёнским вместе с литературной группой «Яхдав».
В качестве театрального критика Гольдберг регулярно публиковалась в газете «Давар» (1936-42) и «Мишмар» (1943-48), а также являлась литературным консультантом театра «Габима» (с 1949) и членом-корреспондентом Академии языка иврит (с 1959 года). Начиная с 1952 года Гольдберг преподавала литературоведение в Еврейском университете.