Susanne Lottermoser studierte Rechtswissenschaften an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg. Dort legte sie 1986 das Erste und 1989 das Zweite Juristische Staatsexamen ab. Im Jahr 1991 wurde sie zur Dr. iur. promoviert. Bereits 1990 begann ihre Tätigkeit im Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit, wo sie unter anderem in den Bereichen Strahlenschutzrecht, internationaler Klimaschutz sowie im Ministerbüro tätig war. Zudem war sie zeitweise an die Ständige Vertretung der Bundesrepublik Deutschland bei der Europäischen Union abgeordnet.

Von 2005 bis 2014 leitete sie im Bundesumweltministerium die Unterabteilung „Grundsätzliche und wirtschaftliche Fragen der Umweltpolitik, fachübergreifendes Umweltrecht“. Anschließend übernahm sie bis Februar 2022 die Leitung der Unterabteilung „Stadtentwicklung“, zuletzt im Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat. Seit Februar 2022 ist sie Leiterin der Abteilung „Transformation – Digitalisierung, Circular Economy, Klimaanpassung“ im Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz.