Filho de Henrique Carlos da Rocha Lima e Hermizilia Cássia Rocha Lima, Henrique da Rocha Lima nasceu no Rio de Janeiro no dia 24 de novembro de 1879. Iniciou os seus estudos no Colégio Progresso, no Rio de Janeiro, depois Colégio São Vicente de Paula em Petrópolis e, de volta ao Rio de Janeiro, frequentou as escolas Escola Cândido Lago, Ginásio D. Pedro II e Externato Aquino.

Assim como seu pai, que foi um conceituado médico clínico carioca, Rocha Lima diplomou-se em medicina pela Escola de medicina do Rio de janeiro, no entanto, enveredou-se para o caminho da pesquisa, e finalizou o seu curso, em 1901 com a tese "Esplenomegalia nas infecções agudas". Antes mesmo de se formar, passou a frequentar e a fazer parte do grupo de pesquisa do Instituto Soroterápico de Manguinhos, com o mestre Oswaldo Cruz. O seu principal foco de pesquisa foi a febre amarela e o tifo exantemático. Nesse âmbito, revolucionou o conceito anátomo-clínico da febre amarela. A descoberta do agente etiológico do tipo exantemático é a grande referência da obra de Rocha Lima, que ainda estudou riquetsias, verruga peruana, blastomicoses, doença de Chagas, poradenite e a febre hemoglobinúrica.

Em 1902, logo após a formatura, Rocha Lima seguiu para a Alemanha, onde ampliou, sob a orientação de Ficker, os estudos de microbiologia e anatomia patológica, sob a orientação de Kaiserling e Orth. Sempre foi considerado um aluno genial por seus mestres, tanto no Basil, quanto na Alemanha. Trabalhou no Instituto de Medicina Tropical de Hamburgo. Regressou ao país dois anos mais tarde, quando colaborou intensamente com Oswaldo Cruz até o ano de 1909.

Por dois anos, Rocha Lima, ocupou o cargo de assistente, em Manguinhos, orientou doutorandos que, alguns mais tarde, seriam expoentes da ciência no Brasil e fora dele, como por exemplo: Arthur Moses, Parreiras Horta, Jesuíno Maciel, Marques Lisboa, Carlos Chagas, Henrique Aragão, Borges da Costa, A. MacDowel, Waldemar Schiller, Rodolfo Abreu, Aben Athar, Raul A. Magalhães, Henrique Dodsworth e José Gomes de Faria.

Rocha Lima permaneceu em Manguinhos por seis anos e como trouxera consigo a bagagem de um conhecimento além-fronteiras, fortaleceu ainda mais o reconhecimento nacional e internacional da instituição.

Em 1906, Rocha Lima foi novamente para a Alemanha fortalecer seus estudos com o Prof. Duerck. Visitou várias instituições e, em estando na Alemanha e o Congresso Internacional de Higiene ocorrendo no ano seguinte, sugeriu a Oswaldo Cruz a participação do Instituto de Manguinhos no evento. Assim sendo, em 1907 o Brasil foi representado por Oswaldo Cruz e Rocha Lima. Os dois pesquisadores conquistaram a medalha de ouro da imperatriz da Alemanha, que era patrona da exposição e, consequentemente, o reconhecimento de cientistas de todo o mundo. Rocha Lima realizou um importante trabalho de divulgação da ciência brasileira.

Graças a Rocha Lima, Alcides Godoy pode desenvolver a “vacina contra a peste da manqueira” quando este isolou colônias de bactérias anaeróbicas. Essa vacina foi testada por Rocha Lima, Chagas e Godoy sendo efetiva no combate da peste.

Em 1920 foi convidado para dirigir o Instituto Butantan e em 1927 assumiu a direção do Instituto Biológico a convite de Arthur Neiva.

Ao sair de Manguinhos, trabalhou no Instituto de Medicina Tropical de Hamburgo e em 1920 retornou ao Brasil, convidado que foi para dirigir o Instituto Butantan. Em 1927, interrompe sua carreira como pesquisador e assume a direção do Instituto Biológico, a convite de Arthur Neiva. Em 1940, se aposentou.

Rocha Lima dá nome ao edifício onde estão localizados a diretoria de Bio-Manguinhos da Fundação Oswaldo Cruz e alguns de seus laboratórios.