肖碧莲于1923年出生于上海的一个商人家庭。1942年，成绩优异、发展全面的肖碧莲被上海圣约翰大学录取。在经过严格的医学预科培养、医学基础与专业研习、临床实习之后，肖碧莲1949年7月获颁医学博士。毕业之后，她入职宏仁医院，成为一名年轻的妇产科医生。之所以选择妇科，与她实习期间目睹女性卫生保健条件差、常常得不到及时医治、没有选择而反复妊娠所带来的痛苦有关，这成为她一生从事生殖健康研究的原动力。1952年，肖碧莲参加了中苏友好协会，在“全面系统地学习苏联先进经验”的热潮中，她决定去苏联进一步深造。1956年11月，她成为莫斯科第一医学院妇产科教研组的一名研究生，并于1959年12月获得莫斯科第一医学院副博士学位。
　　归国后，肖碧莲入职上海第二医学院附属仁济医院妇产科。繁忙的临床和教学工作之余，她在国内率先建立了生殖激素的化学测定方法。1964年3月，肖碧莲正式加入口服避孕药研发项目。此后，仁济医院成立了国内首个计划生育实验室（后改名为研究室），肖碧莲担任副主任和秘书。她带领研究室进行避孕药临床效果和副反应的观察，开展相关内分泌和子宫内膜的实验研究，探索药物的避孕作用机理和最低有效剂量。
　　1965年，肖碧莲带领研究室在内分泌测定的基础上，将避孕药的剂量减到国外常用剂量的1/2。1/2剂量以及随后的1/4剂量避孕药分别于1967年、1969年通过国家鉴定，批量生产推广。
　　此外，肖碧莲团队先后加入了多个避孕药具科研协作组，对I号避孕针、纸型避孕片等的临床效果、安全性和药理进行研究。动荡岁月中她勉力坚持，实验台前摇瓶、测定，下乡发药、随访，亲力亲为。尤其是对长期服药者的随访研究，包括服药后闭经现象的调查、停药后生育力的恢复、后代的健康调查和染色体分析等，饱含着对妇幼健康的专注和护佑。
　　肖碧莲在科研上求真务实，对团队成员的要求几近苛刻，在生活上则对他们关爱有加——她曾亲手为下属的孩子缝制棉袄。10年艰难时世终成过往，研究团队关于避孕药具的多篇论文得以发表。1977年，她所在单位负责研制的短效口服I号、II号避孕片获得了上海市重大科学技术成果奖，次年3月获全国科学大会奖。
　　从1960年到1978年调职北京，肖碧莲在仁济医院工作了18年。作为国内生殖内分泌学界的领军人物之一，她取得了多项学术成果，为北京的后续研究奠定了坚实基础。