Hedwig Lemberger wurde am 13. April 1873 in Wien als jüngste Tochter des Ehepaares Carl und Karoline Lemberger geboren. Sie hatte sechs Geschwister: Hermann (1862–1942), Ida (1861–1942), Rudolf (1863–1922), Siegfried (1865–1924), Pauline (1866–1869) und Melanie (1870–1942). Nach dem Besuch der Volks-, Bürger- und Fortbildungsschule der evangelischen Schule besuchte Lemberger als Hospitantin Lehrveranstaltungen am staatswissenschaftlichen Seminar der Universität Wien, wo sie zwischen 1906 und 1911 an ihren Publikationen über die Textilindustrie arbeitete. Anschließend fand sie als Sekretärin der Zentralstelle für Kinderschutz und Jugendfürsorge Beschäftigung. 1917 trat Lemberger in den öffentlichen Dienst ein: im Gewerbeinspektorat war Lemberger für die Überwachung kriegsdienstleistender weiblicher Arbeitskräfte in Böhmen zuständig. Ab 1918 fand sie als Konsulentin für Frauenarbeit im Bundesministerium für soziale Verwaltung Verwendung. Sie zeichnete etwa für die Einrichtung einer Arbeitsvermittlung bzw. Umschulungsmöglichkeiten für die nach Kriegsende arbeitslosen Frauen verantwortlich. Ab 1921 war Lemberger den Gewerbeinspektoraten im V. und VI. Wiener Gemeindebezirk zugeteilt, wo sie bis 1938 eingesetzt blieb. Sie engagierte sich in der Frauenbewegung, etwa als Mitglied des Bundes Österreichischer Frauenvereine (BÖFV).

Nach dem "Anschluss" Österreichs an das Deutsche Reich 1938 zählte Hedwig Lemberger aufgrund ihrer jüdischen Herkunft zum Kreis der Verfolgten. Am 29. Juni 1938 kam sie der Aufforderung nach, ihr Vermögen anzumelden. Mit 13. März 1938 wurde Lemberger aufgrund ihrer jüdischen Abstammung beurlaubt und aufgrund § 3, Abs. 1 der Verordnung zur Neuordnung des österreichischen Berufsbeamtentums mit 31. Jänner 1939 in den Ruhestand versetzt. Zu diesem Zeitpunkt wohnte Lemberger bereits in Wien 19, Hasenauerstraße 16, zuvor lebte sie wie ihr Bruder Hermann in Wien 1, Universitätsstraße 4. Hermann Lemberger, der den Beruf des Börsensensals ausgeübt hatte, verfügte über eine Reihe von Kunstwerken von Isidor Kaufmann, Franz Eybl, John Quincy Adams, Hans Ranzoni u. a., die 1941/1942 von der Gestapo entzogen wurden. Im November 1940 zog Lemberger zur Untermiete in die Kreindlgasse 15/2 in Döbling, Wien 19, wo sie bis zu ihrer Flucht nach Barcelona im Juni 1941 wohnte. Dort nahm sie mit ihren zur Ausfuhr freigegebenen Kunstwerken die SS Villa de Madrid und erreichte am 13. Juli 1941 New York. Als einzige Überlebende der Familie, stellte Hedwig Lemberger 1948 Nachforschungen zu den von der Gestapo beschlagnahmten Kunstwerken ihres vermutlich in Treblinka ermordeten Bruders Hermann an, die jedoch im Sande verliefen. Hedwig Lemberger starb am 9. März 1951 in New York und wurde am Rodedale and Rosehill Cemetry in Linden/New Jersey bestattet.