Nata in una famiglia ebrea sefardita, figlia di Adamo Levi, ingegnere elettrotecnico e matematico (1867-1932), e della pittrice Adele Montalcini (1879-1963), e sorella di Gino (1902–1974), scultore e architetto noto negli anni trenta, e Anna (1905–2000), nel 1909 Rita nacque insieme alla sorella gemella Paola (1909–2000), nota pittrice. In merito alla propria educazione familiare, scriverà: