Lucia Ronchetti studierte Komposition an der Accademia di Santa Cecilia und Philosophie an der Universität in Rom. Sie promovierte 1999 in Musikwissenschaft an der École Pratique des Hautes Études an der Sorbonne unter der Leitung von François Lesure. 2005 folgte sie als Gastprofessorin (Fulbright fellow) der Einladung von Tristan Murail an das Musik-Department der Columbia University in New York.
Lucia Ronchetti war Composer in Residence u. a. beim Künstlerhaus Villa Concordia (Bamberg), der Künstlerkolonie Yaddo (Saratoga Springs, NY), dem Staatstheater Stuttgart, der MacDowell Colony (Peterborough, New Hampshire, USA), der Akademie Schloss Solitude (Stuttgart) sowie dem Schloss Werdenberg (Werdenberg, Schweiz) und wurde außerdem vom Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) gefördert.
Ein besonderer Schwerpunkt ihrer Arbeit liegt im Bereich des Musiktheaters: Ihr Schaffen reicht von Opern und Kammeropern für professionelle Sänger*innen und Musiker*innen über Choropern für Ensembles mit Laienchören bis hin zu musiktheatralen Experimenten ohne Bühne („Drammaturgia“). Von 2012 bis 2015 realisierte sie im Rahmen einer Koproduktion der Semperoper Dresden mit der Oper Halle ein drei Spielzeiten umfassendes Musiktheaterprojekt: „Contrascena“, „Sub-Plot“ und „Mise en abyme“. Ihre Oper „Esame di mezzanotte“ wurde 2015 am Nationaltheater Mannheim uraufgeführt und von der Fachzeitschrift Opernwelt als „Uraufführung des Jahres 2015“ ausgezeichnet. 2017 präsentierte sie ihre Kammeroper „Rivale“, ein Auftrag der Staatsoper Unter den Linden Berlin. Bei der Biennale di Venezia im Oktober 2019 wurde die Kammeroper „The Pirate Who Does Not Know the Value of Pi“ nach einem Libretto von Eugene Ostashevsky gezeigt. 2021 präsentiert die Oper Frankfurt ihre neue Oper „Inferno“ unter der Leitung von Tito Ceccherini sowie eine Neuproduktion der Kammeroper „Pinocchios Abenteuer“, die an der Staatsoper Unter den Linden ihre deutschsprachige Erstaufführung erlebt.
Von 1991 bis 1995 war sie künstlerische Leiterin des multidisziplinären Festivals Animato in Rom im Kunstraum Sala1, in Zusammenarbeit mit dessen Kuratorin-Direktorin Mary Angela Schroth. 2021 ist Lucia Ronchetti Gastprofessorin an der Hochschule für Musik und Darstellende Kunst Frankfurt.
Seit 2021 ist Lucia Ronchetti künstlerische Leiterin der Biennale Musica in Venedig.