Лидия Дмитриевна Зиновьева родилась в марте 1866 г. в Петербурге. Она происходила из старинного дворянского рода Зиновьевых и (подобно Пушкину) числила среди своих предков «легендарного арапа» Абрама Ганнибала. (С чем и связан выбор литературного псевдонима — Аннибал). Детство Лидии прошло в петербургском особняке, известном в городе как «придворный»: брат ее отца был воспитателем цесаревича, впоследствии императора Александра III. Девочке с рождения было уготовано блестящее будущее великосветской дамы, но с самого раннего возраста Лидия думала о себе и о своем будущем иначе. Будучи молоденькой девушкой, она против воли родных, вышла замуж за своего домашнего преподавателя Константина Шварсалона («поверила в беззаветный идеализм своего наставника, решила с ним вместе посвятить себя служению народу», - писала позже ее дочь). Через несколько лет Зиновьева поняла, что «он во всем ее обманывал», взяла троих своих детей и уехала с ними за границу. Лето 1893 года Лидия проводила во Флоренции, где ее навестил петербургский знакомый Иван Гревс. Он и познакомил ее с поэтом Вячеславом Ивановым, который в то время пребывал в Риме. Супруга Иванова, Дарья Михайловна, как это часто бывает в таких случаях, «вовремя не спохватилась». Страсть между ее мужем и Лидией разгорелась огнем. Иванов, в какой-то момент, осознав это, решил, что так нельзя, недопустимо, он попробовал убежать от самого себя в Рим, но вскоре почувствовал, что ничего поделать с собой не может — Лидия Дмитриевна вдохновляла его, ее присутствие наполняло его неиссякаемыми творческими силами. Узнав об измене, жена Иванова сама потребовала развода. Однако Шварсалон в той же просьбе супруге отказал. Так что в ожидании венчания Лидия и Иванов вынуждены были прятаться сами и прятать детей, которых бывший муж-учитель грозился отобрать. У счастливых влюбленных началась пора скитаний: Италия, Франция, Англия, Швейцария. Телеграмма об успешном бракоразводном процессе пришла к ним лишь через четыре года, в 1899 г. Свадьба прошла в маленькой греческой церкви Ливорно.
Их брак, длившийся 12 лет, стал поистине творческим союзом двух незаурядных личностей, обогатившим творчески и духовно как Иванова, так и Зиновьеву. В «Башне» Вячеслава Иванова — литературном салоне, действовавшем в 1905—1909 годах в Санкт-Петербурге на Таврической улице, Лидию Дмитриевну боготворили и называли Диотимой — по имени необыкновенной по красоте и мудрости героини платоновского диалога «Пир». «Ее лицо походило на лицо "Сивиллы" Микеланджело. В посадке головы было что-то львиное; крепкая прямая шея, отважный взгляд, а также маленькие, плотно прилегающие уши усиливали сходство со львом. Но самым своеобразным в ней были ее краски: волосы белокурые с розовым отливом, а кожа смуглая, благодаря чему особенно выделялись блестящие белки ее серых глаз». Когда она появлялась на публике, смолкали готовые вспыхнуть споры и взоры участников ивановских сред обращались к ней, дабы не пропустить сказанное «небожительницей». Она и впрямь была похожа на богиню — в красной тунике, ниспадающей с плеч, на фоне богемной обстановки салона, задрапированного оранжевыми коврами. Принимая гостей, она любила сидеть не в кресле или на диване, которых в квартире было предостаточно, а на ковре посреди комнаты, окруженная подушками. Для мужа — крупнейшего теоретика и поэта русского символизма — она стала музой, вдохновительницей, менадой, будто бы перенесшейся в ХХ век из свиты греческого бога Диониса. (По утверждению Бердяева, Лидия Дмитриевна была подлинно «дионисической, бурной, порывистой, революционной по темпераменту, стихийной» натурой, едва ли не более близкой дионисизму, чем ее ученый муж, написавший об этом веселом и грозном боге не одну работу).
В литературе начала ХХ в. Зиновьева-Аннибал известна больше как прозаик, хотя публиковала и стихи. Наибольшую известность ей принесла повесть «Тридцать три урода» (1907), которую критика окрестила «первым в России произведением о лесбийской любви», поскольку в центре две героини –– актриса Вера и ее юная возлюбленная. «Рискованная» тема послужила причиной наложения на книгу ареста, вскоре снятого, поскольку суд не нашел в повести «ничего, явно противоречащего нравственности и благопристойности». В том же году был издан сборник рассказов «Трагический зверинец», главной героиней которого становится 12-летняя девочка. «В этой книге, - пишет М. В. Сабашникова, - открывалась ее сильная, жаждущая истины натура, ее буйный, неистовый темперамент, независимый, мятежный характер… "Трагический зверинец" изображает путь из рая в земной мир к новому союзу с Божеством - путь каждого ребенка, повторяющего историю всего человечества. Рассказы поражали силой чувственных восприятии: вы вдыхали ароматы земли и согретой солнцем листвы, ощупывали вещи, чувствовали жесты в своих собственных членах, воспринимали земное бытие во всей его полноте. Я вижу Лидию, сидящую с ногами на диване, она исписывает маленькие отдельные листочки своим крупным, косым, немного дрожащим, но все же уверенным почерком». Неожиданным для многих критиков, привыкших видеть в ребенке, в соответствии с традициями русской литературы, «сосуд» непорочности и невинности, оказалось желание автора очертить «демонизм детской души», обнаружить «потаенные стыдные углы необузданного детского сердца». Для театра Зиновьева-Аннибал написала символико-дионисийскую драму «Кольца» (1904) и сатирическую комедия в стихах «Певучий осел» (1907).
17 октября 1907 г. в имении друзей Загорье (Могилевской губернии) Зиновьева неожиданно умерла от скарлатины.