Foi médico sanitarista, patologista e bacteriologista. Ele descobriu o causador da doença tifo, a bactéria Rickettsia prowazekii. Lima recebeu diploma de M.D. na Escola de Medicina de Rio de Janeiro em 1905 e foi um dos fundadores do Instituto Oswaldo Cruz, onde trabalhou com outros pesquisadores brasileiros famosos, como o próprio Oswaldo Cruz, Adolfo Lutz e Carlos Chagas. Participou da fundação da Escola de Medicina de São Paulo e da Universidade de São Paulo. Recebeu muitos prêmios e distinções, como a Cruz de Ferro, a mais alta condecoração alemã, a Medalha de Benemerência do Papa Pio XI e a Medalha Bernhard Nocht.