Лидия Смирнова родилась 13 февраля 1913 года в городе Мензелинске в Татарстане (по другим источникам - в Тобольске), в семье царского офицера и земской учительницы.

Детство Лидии Смирновой прошло в Сибири. После революции ее отец служил у адмирала Колчака, а мать, после того как младший брат Лидии упал головой на каменный пол и погиб, сошла с ума и вскоре умерла в психиатрической лечебнице. После похорон мамы маленькая Лида осталась на попечении своего дяди Петра и его жены Маруси. Вскоре ее отец погиб на войне, и сама Смирнова позже рассказывала о событиях того времени: «О том, что я им неродная дочь, узнала только после школы. У них родилось двое своих детей. Дядя работал бухгалтером, тетя вела хозяйство и воспитывала троих детей. Скоро нам удалось переехать в Москву. Но жили мы там трудно».

После окончания школы Лидия поступила в промышленно—экономический техникум. Одновременно с учебой в нем она три года занималась в хореографическом училище при Большом театре. Получив диплом экономиста, попала на работу в Главное управление авиационной промышленности. Вскоре после этого поступила в авиационный институт и в 1932 году вышла замуж. Ее мужем стал журналист Сергей Добрушин, с которым она познакомилась на лыжной прогулке. Как вспоминала позже Смирнова, она с компанией возвращалась на лыжную базу и навстречу им попалась другая компания лыжников, среди которых был Добрушин. Они познакомились и через месяц сыграли свадьбу.

Впервые Смирнова снялась в кино в 1934 году в эпизодической роли в фильме «Настенька Устинова», но настоящая кинокарьера актрисы началась именно с фильма «Моя любовь», в которой она сыграла роль Шурочки. После выхода этой картины на экраны в 1940 году Шурочка в исполнении Смирновой понравилась огромному количеству зрителей. Лидия играла практически саму себя, ее Шурочка была полна энергии, оптимизма и веры в будущее. Александр Ширвиндт рассказывал: «Фильм и песня «Мы на лодочке катались» врезались в память как эталон чистоты, любви, моих представлений о женщине — курносая, веселая, красивая. Вместо того, чтобы ходить в школу, я караулил Смирнову на улице. Однажды я ее дождался. Она шла шикарная и улыбчивая, как всегда. Красавица, одним словом! Я к ней подошел: «Вот, Лидия Николаевна, у меня альбомчик…». Она спросила мое имя и написала «Шуре на память». Фотографию я храню до сих пор».

Когда началась Великая Отечественная война, муж Смирновой - журналист Сергей Добрушин, не дожидаясь повестки, сам пошел на призывной пункт и попал на фронт. Лидия Смирнова тем временем жила в Москве, снималась в боевых киносборниках, тушила по ночам зажигательные бомбы и, благодаря своей популярности, сумела приехать на фронт к мужу, где провела с ним три дня. Но вскоре он погиб под Смоленском, а киностудия «Мосфильм», где работала Смирнова, была эвакуирована в Алма—Ату. Там артисты приступили к съемкам фильма «Она защищает Родину». Актриса была потрясена гибелью супруга. А тем временем ее благосклонности стали добиваться режиссер Фридрих Эрмлер и оператор Владимир Рапопорт. Актрисы голодали, и однажды в комнату, в которой жили Вера Марецкая и Лидия Смирнова, пришел Эрмлер. Он принес коптилку и два отварных яйца в качестве подарка: «Вот вам свет и еда». Но следом пришел Рапопорт, принес тридцать яиц из своего пайка и молча удалился. После чего Марецкая сказала: «И ты еще думаешь? Тот так и будет всю жизнь носить по два яйца всмятку, а этот отдаст все, что имеет».

Вскоре Смирнова едва не погибла в Алма—Ате от тифа. А когда она выздоровела, Рапопорт окружил ее максимальным вниманием, часто вывозил в горы и признался в любви. Спустя много лет актриса вспоминала: «Столько человек за мной ухаживали, пытались добиться взаимности, и лишь один заботился, по—настоящему понимал, как я одинока, беззащитна, что родные далеко, муж погиб на фронте и на каждом шагу меня могут обидеть. Он просто приносил печеные яблоки, которые сам готовил на сухих листьях, заново учил ходить…» И вскоре Лидия Смирнова вышла замуж за Владимира Рапопорта, с которым прожила до 1975 года, вплоть до его смерти. Смирнова вспоминала: «Я была очень влюбчивой и ужасной кокеткой, мою жизнь сопровождали бурные объяснения, романы и трагедии… Вот, например, одна такая история. Как—то во время гастролей в Тбилиси мы с Ликой Сухаревской обедали в ресторане, и тут вошел он: красавец грузин, глаза в пол—лица. «Не смей на него смотреть», — толкнула меня Лика, но… Короче говоря, роман состоялся. А я в роман всегда бросалась, как в омут, с головой. Когда он приезжал в Москву, готовила котлеты, заранее прятала сумку с едой на лестнице, говорила мужу: «Что—то голова болит, пойду, погуляю на воздухе», а сама бежала к любимому в гостиницу. Роман закончился после того, как я нанесла ответный визит в Тбилиси. Я должна была все время сидеть в номере и ждать, пока он закончит кутить с друзьями в ресторане и зайдет. Он устроил дикую сцену, когда однажды не застал меня на месте… Как сочетались мои романы с супружеской жизнью? Муж очень любил меня и поэтому, наверное, прощал мои шалости. А потом… я не знаю, как это объяснить. Почему—то мои романы кончались требованием выйти замуж. Я отвечала: «У меня уже есть муж».

После окончания войны Смирнова продолжала регулярно сниматься в кино в роли героических женщин, но наряду с этим ей не было чуждо амплуа характерной актрисы. Подтверждением чему были отрицательные роли в ее обширной фильмографии.

В 1953 году она сыграла в фильме «Серебристая пыль» роль проститутки Флосси Бейт.

В 1950 году на экраны страны вышел фильм «У них есть Родина», в котором Смирнова сыграла главную роль и получила за нее Сталинскую премию. Об этом событии актриса вспоминала: «Я страшно волновалась, поскольку должна была выступать с речью. Меня трясло, и все казалось чуть—чуть ирреальным. Гигантские столы уставлены яствами, в вазочках для варенья — черная икра. Когда подали чай, я вдруг, как во сне, увидела: колхозная ударница, которая сидит напротив, берет ложку икры, кладет в стакан, размешивает и пьет. Наконец меня объявляют, и, стоя в десяти шагах от Сталина, ничего не видя перед собой, я начинаю говорить о том, что я сирота... что только при советской власти... ну и так далее. Говорю и с ужасом понимаю, что никак не могу остановиться. Наконец из сумерек сознания выплывает фраза «И жизнь хороша, и жить хорошо». Странно, но она, как магический пароль, разрушила наваждение».

Вскоре после этого Смирнова вступила в ряды КПСС. Она рассказывала: «В партию меня и Марка Бернеса уговорили вступить в Театре—студии киноактера. Нам сказали: у вас большие организаторские способности, много энергии, вы принесете пользу Родине. Мы, конечно же, возражать не стали. Правда, одна актриса написала в райком, что Смирновой в партию нельзя, она — морально неустойчива... А я потом стала секретарем парторганизации театра...»

Воинов дал возможность Смирновой попробовать себя в новом амплуа, и Лидия перешла на роли возрастных героинь. В своей книге актриса рассказывала: «Я очень любила Воинова… Но дома меня ждал муж (хотя мы и не были расписаны официально). Жить двойной жизнью было очень тяжело, и мы с Константином сняли комнату. Он пришел с двумя чемоданами, обливаясь слезами: ему было жалко бросать дочку и жену, актрису Ермоловского театра. А я предала его: сказала, что не могу к нему уйти, потому что мой муж был смертельно болен. Его положили в Онкологический центр, и там начали лечение. Анализы подтвердили страшный диагноз — рак желудка. Врачи хлопотали как могли, провели сеансы облучения, давали различные препараты и, в конце концов, выписали, сказав, что больше ничего сделать не могут».

Диагноз Рапопорту был поставлен в 1962 году, и первоначально его лечили в институте имени Склифосовского, но там он лежал в палате вместе с еще семнадцатью больными. И тогда Смирнова обратилась за помощью к своим высокопоставленным коллегам, попросив их перевести мужа в другую больницу, но помощи не последовало. Она отправилась в ЦК КПСС. Но и там чиновники остались глухи к ее просьбам. Тогда Смирнова оставила свой партбилет на столе одного из руководящих работников ЦК. Этот поступок возымел действие, и ей пошли навстречу - Рапопорта перевели в больницу МК КПСС. Благодаря усилиям и заботе Смирновой ее муж прожил еще тринадцать лет и скончался 17 июня 1975 года. За год до своей смерти Раппорт сделал своей шестидесятилетней супруге подарок в виде роли во втором фильме о приключениях Анискина. Смертельно больной Рапопорт был режиссером этого фильма и пригласил свою супругу сняться в одной из ролей в картине. Смирнова рассказывала: «Владимир так любил и так берег меня всегда, что, когда уходил из жизни, страдал от того, что знал: мне будет трудно без него. Знал, потому что был для меня папой, мамой, бабушкой, дедушкой, ребенком — вообще всем на свете. Другое дело, что я доставляла ему много хлопот, беспокойств и поводов для ревности. Но, наверное, он выбирал, что ему нужнее — быть со мной и терпеть какие—то огорчения или потерять меня. Все кругом говорили, что он очень хороший человек, а я стерва, сволочь, что я его мучаю, а он такой святой. А насчет того, кому легче… Тому, кто любит и живет с любимым, или тому, кто разлюбил, а все равно живет? Он был уже очень болен, и я, конечно, не имела права его оставить. Это бы его просто убило».