Lena Einhorn började sin bana som läkare, med en doktorsexamen i virologi och tumörbiologi från Karolinska Institutet i Stockholm. Hennes forskning behandlade tumörvirus såväl som frågan om vad det är för faktorer i embryonallivet som så starkt hämmar utvecklingen av cancer hos foster och nyfödda (Biomedicin). I slutet av 80-talet bytte hon helt yrkesbana. Vid den tiden bodde hon i USA, och började arbeta som medicinsk redaktör på Lifetime Television i New York, där hon så småningom också började producera och skriva medicinska dokumentärer. Hon fortsatte som producent av dokumentärfilmer inom vetenskap och medicin, för oberoende produktionsbolag samt för PBS i USA, fram till 1994 då hon återvände hem till Sverige.

I Sverige blev Lena oberoende filmare, och började göra TV-program främst för Sveriges Television. I början inriktades hennes arbete mest på vetenskapsdokumentärer, men med tiden började hon även göra andra typer av dokumentärer, inklusive drama-dokumentärer. Under 1997 och 1998 gjorde hon den två timmar långa drama-dokumentären Handelsresande i liv (1998), en film om räddningsinsatser under andra världskriget, och spelet bakom de svenska kulisserna, som vann Prix Europa året därpå. Filmen kom att ligga till grund för Lena Einhorns första bok, även den kallad Handelsresande i liv (1999).

Bland andra dokumentärfilmer Lena har gjort återfinns serien Ur det förflutnas dunkel, biografin Garbo – berättelsen bakom breven, en film om medvetandet och jaget, kallad Jagets gåta och en dokumentär om Jan Myrdal (Filmer).

Hösten 1999 diagnosticerades Lena Einhorns båda föräldrar, Nina och Jerzy, med obotlig cancer. En månad senare gjorde hon en intervju på film med sin mamma, om Ninas upplevelser under Förintelsen, i Warszawas getto. Filmen planerades att bli en spelfilm, med Nina som berättare. Man lyckades dock inte säkra finansiering, och när Nina avled 2002, utan att ett produktionsbeslut tagits, bestämde sig Lena för att skriva en bok om sin mors historia istället. Sex månader senare var finansieringen av långfilmen äntligen klar och Ninas resa blev därmed både en bok och en film. Boken vann Augustpriset för Årets fackbok 2005 och filmen vann Guldbaggar för bästa film och bästa manus samma år.

Under 2005 kom Lena, mer eller mindre av en slump, att återvända till mer akademiskt arbete, när hon under skrivandet av boken Vad hände på vägen till Damaskus? (2006), upptäckte några dittills odokumenterade paralleller mellan Nya testamentet och samtida historiska källor, något som tog henne tillbaka till forskningen, och en ny hypotes om den historiske Jesus. (Bibelforskning)

Efter att ha tillbringat flera år med manusarbete och förproduktion av en långfilm om den unga Greta Garbo (ett projekt som ännu inte realiserats) började Lena i stället skriva och regissera för scenen. Pjäsen Living Room, som hon skrev tillsammans med Anette Sallmander, hade premiär på Kulturhuset i Stockholm 2008. Hon har även gjort två andra dramaprojekt tillsammans med Anette Sallmander, ett om relationen mellan Sigmund Freud och hans dotter Anna (teater), ett nu pågående, om två ryska kvinnor (Moderland).

Mellan 2007 och 2011 genomförde Lena tre olika projekt om August Strindberg – en dokumentär för TV, Strindberg – ett djefla lif (2007), antologin Om Strindberg (2010), där hon var huvudredaktör, och romanen Siri (2011), om Strindbergs första hustru, Siri von Essen, och deras dramatiska äktenskap.

År 2012 avslutade Lena dokumentären Ett försvunnet konstverk, om det två år långa sökandet efter de sex målningar – bland dem en Chagall – som nazisterna stal från hennes fars barndomshem i södra Polen. Filmen sändes på Sveriges Television i september och oktober 2012.

Hösten 2013 kom Lena ut med romanen Blekingegatan 32, som handlar om den unga Greta Garbo. Den belönades med Garbosällskapets Garbopris 2014.

I oktober 2014 öppnades hennes första separatutställning av egna fotografier, på Limhamns konsthall.

I mars 2016 utkom hennes andra bok om den historiska Jesus, A Shift in Time, som publicerades i USA, och i mer detalj tittar på jämförelserna mellan Nya testamentet och samtida historiska källor.

I oktober 2016 utkom hennes tredje roman, Madeleine F.

I augusti 2018 utkom hennes fjärde roman, Geniet från Breslau, om den dramatiska kärlekshistorien mellan kemisterna Fritz Haber och Clara Immerwahr, och den turbulenta tid i vilken de levde. Boken nominerades till Sveriges Radios romanpris 2019. Och i maj 2019 tilldelades Lena 2019 års Delblancpris,”till en högt kvalificerad författare eller annan kulturellt verksam person som i någon mening kan sägas verka i Sven Delblancs anda”.

I juli 2019 deltog Lena i en tematisk konsert med musik och texter om pogromen i Kielce — Imaginary Alien. An Inconvenient Truth – vid Järna Festival Academy. 

I september 2019 utkom Lena med nyckelromanen Den tunna isen, på Norstedts förlag.

I september 2020 kom hennes nya bibliska forskningsresa, Vad hände på vägen till Jerusalem? Denna gång undersökte hon den historiska bakgrunden till den fem Moseböckerna. Är detta blott sagor, eller har de bibliska berättelserna verklighetsbakgrund?

Lena har varit aktiv i debatten om den svenska coronastrategin, och i januari 2022 kom hennes bok om denna ut: Bland hobbyepidemiologer och expertmyndigheter: En resa i pandemins Sverige.

12 januari 2023 publicerades romanen En låda apelsiner, som bygger på journalisten Jackie Jakubowskis dramatiska barndom.

Den 22 februari 2024 publiceras Lenas dokumentärroman om Vladimir Putins väg till makten, kallad Kameleont.