Лидия Петровна Цераская родилась (11) 23 июня 1855 года в Астрахани. Она получила профессию учительницы, окончив Женские педагогические курсы в Петербурге. После окончания обучения, она с 1875 по 1916 годы работала преподавателем французского языка.
Выйдя замуж за выдающегося ученого-астронома Витольда Карловича Цераского, Лидия разделила научное увлечение мужа и с 1898 года приступила вместе с ним к поиску новых переменных звёзд.
Имя Лидии Цераской неразрывно связано с Московской обсерваторией, в которой она работала. Сегодня это – Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга.
Лидия Петровна была первооткрывательницей 219 переменных звезд, посвятив этому более 25 лет своей жизни. Поиски переменных звезд Лидия производила с помощью сравнивания друг с другом фотографий разных участков звездного неба.
В 1908 году ее научная работа в этом направлении была отмечена премией Русского астрономического общества.
Лидия Петровна Цераская скончалась 22 декабря 1931 года, когда она совершала поездку на родину, в Астрахань. Похоронена в Москве на Ваганьковском кладбище рядом со своим мужем.