Lena Neudauer nasceu em Munique e começou a tocar violino com três anos de idade. Aos dez, realizou o seu primeiro concerto com orquestra e, com apenas onze anos, ingressou na Universidade Mozarteum, em Salzburgo, na classe de Helmut Zehetmair. Posteriormente, prosseguiu os seus estudos sob a orientação de Thomas Zehetmair e, mais tarde, de Christoph Poppen. Ao longo dos anos, recebeu influências significativas de Felix Andrievsky, Ana Chumachenco, Midori, Nobuko Imai e Seiji Ozawa.

Em 2010, com apenas 26 anos, Lena Neudauer foi nomeada Professora de Violino na Escola Superior de Música de Saar e, desde 2016, ocupa o cargo de Professora na prestigiada Escola Superior de Música de Munique.

O seu CD de estreia, com a editora Hänssler Classic, foi lançado em maio de 2010 e apresenta as obras completas para violino e orquestra de Robert Schumann, com a Orquestra Filarmónica Alemã Saarbrücken Kaiserslautern, sob a direção de Pablo Gonzalez. Este CD recebeu o prestigiado prémio International Classical Music Award (ICMA) como melhor gravação de concerto em 2011. Em 2013, lançou um CD de música de câmara de Ravel em colaboração com Paul Rivinius (piano) e Julian Steckel (violoncelo). A sua gravação com a Orquestra Filarmónica Alemã Saarbrücken (2014) foi dedicada aos concertos para violino de Mozart, incluindo cadências compostas pela própria solista. Em 2018, a sua gravação do concerto em ré menor de Mendelssohn e do duplo concerto (com Matthias Kirschnereit) foi muito elogiada pela Fono Forum.

O seu CD mais recente (2019), com o concerto para violino op. 61 de Beethoven e as Romanzen 1 e 2, sob a direcção de Marcus Bosch com a Cappella Aquileia, foi aclamado como uma gravação de referência (Pizzicato, Fono Forum, Crescendo) e recebeu o prémio Supersonic.

No campo da música de câmara, Lena Neudauer colaborou com Julian Steckel, Julia Fischer, Sebastian Klinger, Matthias Kirschnereit, Herbert Schuch, Lauma Skride e Nils Mönkemeyer. 

Como solista, Lena Neudauer apresentou-se com orquestras como a Filarmónica de Berlim, a Deutsche Radio Philharmonie, a MDR Sinfonieorchester, a Münchener Kammerorchester, a Kammerakademie Potsdam, a Academy of St. Martins in the Fields, a Orchestre National de Belgique e a Orquestra Filarmónica Russa de São Petersburgo, sob a direcção de maestros como Dennis Russell Davies, Mariss Jansons, Hannu Lintu, Mario Venzago, Wojciech Rajski e Mirga Gražinytė-Tyla.

Lena Neudauer toca um violino Lorenzo Guadagnini de 1743 e um Philipp Augustin de 2015.