Um den landwirtschaftlichen Betrieb seines Vaters übernehmen zu können, studierte er zunächst Landwirtschaft und Staatswissenschaften, wechselte dann jedoch zur Medizin. Nach der Promotion 1924 wurde Lewin Volontärarzt in Berlin, 1928–1931 absolvierte er an verschiedenen Berliner Krankenhäusern eine Ausbildung zum Facharzt für Frauenheilkunde und Geburtshilfe. Ab 1931 arbeitete er auf diesem Gebiet als niedergelassener Arzt, setzte aber auch seine wissenschaftliche Arbeit fort. Die Annnahme seiner Habilitationsschrift wurde 1932 jedoch aus rassischen Gründen verweigert. Lewin war 1922 der SPD beigetreten und galt deshalb für die Nationalsozialisten als „jüdisch-bolschewistisch“. 1935 wurde er Chefarzt der gynäkologisch-geburtshilflichen Abteilung des Jüdischen Krankenhauses in Berlin, 1937 Chefarzt der gleichen Abteilung des Israelitischen Krankenhauses in Köln-Ehrenfeld. Am 22.10.1941 wurden seine Frau und er mit weiteren 2 014 Kölner Juden ins Ghetto Lodz deportiert. Er war bis 1945 im Ghetto Lodz und in den Konzentrationslagern Auschwitz-Birkenau, Oranienburg und Schwarzheide Häftlingsarzt. Seine Frau überlebte die KZ-Haft nicht. 1945 kehrte Lewin nach Köln zurück, 1946 wurde er zum ersten Vorsitzenden der wiedererstandenen Synagogengemeinde Köln gewählt. 1948 habilitierte er sich an der Universität zu Köln, 1950 wurde er Chefarzt an der Städtischen Frauenklinik in Offenbach. Von Ärzten im Offenbacher Gemeinderat, Ärzten und Krankenschwestern des Offenbacher Krankenhauses und dem CDU-Bürgermeister der Stadt abgelehnt, veranlasste erst ein weltweiter Protest und die Intervention der vorgesetzten Behörden den Offenbacher Magistrat, diesen antisemitischen Skandal zu bereinigen. 1965 wurde Lewin bei gleichzeitiger Emeritierung zum ordentlichen Professor ernannt. 1963–1969 war Herbert Lewin Vorsitzender des Direktoriums des Zentralrats der Juden in Deutschland. Er wurde u. a. mit der Wilhelm-Leuschner-Medaille und dem Großen Bundesverdienstkreuz mit Stern ausgezeichnet.