Theodor Liebisch wurde in Breslau in Geologie mit einer Arbeit über Magmatite in eiszeitlichen, aus Skandinavien stammenden Geschieben promoviert. 1875 war er Kustos am Mineralogischen Museum der Universität Berlin, wo er 1878 Privatdozent für Mineralogie wurde. 1880 war er Professor in Breslau, 1883 in Greifswald und 1884 in Königsberg. 1887 wurde er als Professor nach Göttingen berufen, wo Arnold Sommerfeld zeitweise sein Assistent war. Auch sonst hatte er engen Kontakt zu Physikern, was sich insbesondere aus seinen Forschungen über Symmetrieprinzipien zur kristallographischen Klassifikation von Mineralien ergab. 1891 erschien sein Buch Physikalische Kristallographie in Leipzig. Er untersuchte auch chemisch die Kristallisation von Mineralien (an Mischungen aus Chloriden und Metallen). 1908 wurde er Professor an der Universität Berlin. 35 Jahre lang war er Mitherausgeber des Neuen Jahrbuchs für Mineralogie.