Nach dem Abschluss ihres Studiums der englischen Literatur am Hunter College und einem abgebrochenen Masterprogramm in Literatur an der Columbia University widmete sie sich 1937 dem Studium der jüdischen Geschichte. 1938 ging sie nach Vilnius, Polen, um am Institut für Jüdische Forschung (YIVO) zu forschen, wo sie bis zum Ausbruch des Zweiten Weltkriegs blieb.
Nach ihrer Rückkehr in die Vereinigten Staaten arbeitete Dawidowicz beim YIVO in New York und widmete sich der Erforschung und Dokumentation des Kriegsgeschehens. 1948 heiratete sie Szymon Dawidowicz, dem die Flucht aus Polen gelungen war. Nach Kriegsende diente sie 18 Monate lang in Deutschland für das Joint Distribution Committee, wo sie half, von den Nazis konfiszierte Bücher zu katalogisieren, eine emotionale und aufwühlende Arbeit, denn die Bücher, die gerettet werden konnten, erinnerten sie an ihre Besitzer, die ermordet worden waren.
1974 wurde Dawidowicz zur Professorin an der Yeshiva-Universität ernannt, wo sie den Paul und Leah Lewis-Lehrstuhl für Holocaust-Studien und später den Eli und Diana Zborowski-Lehrstuhl für interdisziplinäre Holocaust-Studien innehatte. Ihr berühmtestes Werk, „The War Against the Jews“ (1975), vertrat die These, dass der Mord an europäischen Juden von Anfang an Adolf Hitlers Ziel war. Dieses und andere Werke brachten ihr zahlreiche Auszeichnungen ein.
In ihrem letzten Buch, „From That Place and Time: A Memoir, 1938–1947“, beschrieb sie ihre persönlichen Erfahrungen von ihrem Jahr in Vilnius bis zu ihrer Zeit in den DP-Lagern in Deutschland. Dieses Werk bietet einen lebendigen Einblick in das jüdische Leben in Osteuropa, die Schrecken des Krieges und die Beziehungen zu Überlebenden und Tätern nach dem Krieg. Lucy S. Dawidowicz widmete ihr Leben dem Schreiben und Lehren der jüdischen Geschichte und hinterließ ein bedeutendes Erbe in der historischen Forschung.
„Da die jüdische Kultur, die in Osteuropa geblüht hatte, ausgelöscht worden war und es unwahrscheinlich war, dass dort jemals wieder hebräische und jiddische Bücher veröffentlicht würden, war jedes überlebende Buch aus jener Welt zu einem historischen Dokument, einem kulturellen Artefakt, einem Exemplar und Zeugnis einer ermordeten Zivilisation geworden.“