Die erste urkundliche Erwähnung Lebenstedts ist aus dem Jahr 1129 überliefert. Besiedelungen fanden aber wohl schon früher statt, dafür spricht die Endung des Ortsnamens auf „-stedt“. Diese weist üblicherweise auf eine Gründung im 5. oder 6. Jahrhundert hin.
Die Landwirtschaft prägte das Leben der Bewohnenden seit dem Mittelalter. Im Zentrum des Dorfes stand eine Kirche, deren Ursprungsdaten nicht mehr genau bestimmt werden können; Bauernhöfe gruppierten sich darum. Die alte Kirche wurde abgerissen und am selben Platz 1859 die St. Andreaskirche eingeweiht.
Bereits im Jahr 1663 wurde in Lebenstedt ein Schulgebäude errichtet. Ab dem ausgehenden 19. Jahrhundert bemühte sich die Gemeinde um einen Schulneubau; für die gestiegene Kinderanzahl war das alte Gebäude zu klein geworden. 1901 konnte die neue Schule eingeweiht werden.
Im 20. Jahrhundert kamen grundlegende Neuerungen auf das kleine Dorf, das zum Landkreis Wolfenbüttel gehörte, zu. Im Jahr 1937 wurden die Reichswerke Hermann Göring gegründet und der Standort in unmittelbarer Nähe Lebenstedts bestimmt. Lebenstedt hatte zu dieser Zeit 540 Einwohnerinnen und Einwohner. Da für den Bau der Reichswerke und den Wohnungsbau Land benötigt wurde, mussten Bauern umgesiedelt werden und/oder erhielten Entschädigungen.
Mit Baubeginn der Reichswerke kamen tausende Menschen aus Europa freiwillig und später zunehmend als Zwangsarbeitende in das Gebiet des heutigen Salzgitters. Die Arbeitskräfte benötigten dringend Wohnraum. Die Gemarkung Lebenstedt wurde als Zentrum des Wohnungsbaus festgelegt.
Bis zum Kriegsbeginn am 1. September 1939 entstanden 5.000 neue Wohnungen. Die geplante Großsiedlung wurde aufgrund der Kriegsereignisse allerdings nur teilweise fertiggestellt. 1942 erfolgte die Eingliederung der Gemeinde Lebenstedt in die neue Stadt Watenstedt-Salzgitter.
Nach Kriegsende mussten tausende Flüchtlinge und Vertriebene in Salzgitter unterkommen; im Jahr 1946 war die Einwohnerzahl des ehemals beschaulichen Dorfes auf 23.000 gestiegen. Es herrschte Wohnungsnot. Zudem fehlte es an Schulen, medizinischer Versorgung und Verkehrsinfrastruktur sowie Strom-, Wasser- und Gasversorgung.
Als 1948 die Demontage der Werksanlagen als wirtschaftlicher Grundlage der Stadt durch die Siegermächte beschlossen wurde, spitzte sich die Lage in Salzgitter weiter zu. Schließlich konnte die Demontage auch aufgrund des Protestes der Bevölkerung abgewendet werden. Die Werksanlagen wurden wiederaufgebaut, Salzgitter erlebte einen Aufschwung.
Der Flächennutzungsplan von 1954 sah Lebenstedt als Zentrum Salzgitters vor. Im gleichen Jahr erhielt Lebenstedt einen Bahnanschluss. Ab 1957 entstand die heutige Innenstadt mit Fußgängerzonen. 1963 wurde das Rathaus fertiggestellt. 1964 wurde der erste Bauabschnitt Fredenbergs als Erweiterung Lebenstedts begonnen. Neben weiteren Verwaltungsgebäuden bereicherten bald auch Freizeit- und Sportanlagen Lebenstedt wie beispielsweise der Stadtpark, das Hallenbad und der Salzgittersee.
Das 1989 gegründete Bundesamt für Strahlenschutz gehört zum Geschäftsbereich des Bundesminsteriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz.
Mit einer Gedenkstele am Rathaus in Lebenstedt erinnert die Stadt Salzgitter seit 2015 an das Ende der Demontage des Hüttenwerks im Jahr 1951.
Erinnert wird seit 2020 mit einer Geschichts- und Erinnerungstafel an die 96 Toten, die auf dem Alten Friedhof ruhen.
Seit 2021 erinnert eine Geschichts- und Erinnerungstafel auf dem Alten Friedhof an das Leben von Heinrich Oppermann und insbesondere seine Erfahrungen im deutsch-französischen Krieg 1870/71.
