Jens Lieblein var Norges første professor i egyptologi. Han arbeidet også med religionshistoriske emner og deltok aktivt i den offentlige samfunnsdebatt.
Lieblein begynte sitt yrkesliv i en helt annen verden. Faren døde tidlig, og gutten måtte allerede i 11-årsalderen ut for å tjene til livets opphold. Han fikk plass ved et sagbruk og tilbrakte 14 år i denne bransjen, etter hvert som fullmektig ved Brekke bruk i Rakkestad.
Men Lieblein hadde interesser som gikk langt ut over dette arbeidet. Sin begrensede fritid brukte han til studier, særlig i historisk retning. I tillegg begynte han å lære seg tysk og fransk; etter hvert fikk han også noe undervisning i latin og gresk. 25 år gammel kom han inn på Holths skole i Christiania, der han i to år var både elev og lærer. Han avla studenteksamen 1855 og begynte å studere filologi og historie ved universitetet. På grunnlag av arkivstudier leverte han arbeidene Om Trælasthandelen og Bidrag til Skov- og Sagbrugsvæsenets Historie, som ble trykt i Illustreret Nyhedsblad.
Etter språklig-historisk embetseksamen 1861 fortsatte Lieblein sine historiske studier, delvis med statsstøtte. I et forsøk på å forstå menneskeslektens vesen og verdi ønsket han å trenge tilbake til dens tidligste historie. Han begynte å lære sanskrit (hos professor C. A. Holmboe) for å studere den gamle indiske kulturen, men konsentrerte seg ganske snart om det gamle Egypt. På dette feltet måtte han imidlertid søke skolering utenlands. Hans viktigste lærere ble professorene Richard Lepsius og Heinrich Brugsch i Berlin; senere fulgte studieopphold ved de egyptologiske museene i Paris, Torino, London og Leiden. Fra 1866 hadde han i noen år en amanuensisstilling ved Universitetsbiblioteket, 1867 ble han universitetsstipendiat og 1876 ekstraordinær professor i egyptologi, et embete han satt i til sin død. Ved siden av lærer- og forskergjerningen engasjerte han seg også på flere områder i den offentlige debatt, bl.a. gjennom en flittig skribentvirksomhet. 1866–68 redigerte han tidsskriftet Norden, og sammen med J. E. Sars utgav han 1877–78 Nyt norsk Tidsskrift.
Under Liebleins studietid var egyptologien ennå en ganske ung vitenskap. I 1820-årene hadde Jean-François Champollion funnet nøkkelen til hieroglyfskriften; nå gjaldt det å granske nærmere, systematisere og tolke det rikholdige litterære, historiske og arkeologiske materialet som i mellomtiden var brakt til veie. Lieblein ble 1868 kalt til Stockholm for å ordne og beskrive den egyptiske avdelingen ved Nationalmuseum; han beskrev også samlingene i St. Petersburg, Helsingfors, Uppsala og København. Hans egen vitenskapelige interesse og innsats kom først og fremst til å dreie seg om rekonstruksjonen av den egyptiske historien, spesielt om det kronologiske problemet: spørsmålet om tidfestingen av de viktigste begivenhetene og periodene. Allerede hans første avhandling (1863) gjaldt dette spørsmålet. Hans store hieroglyfiske navneordbok (1. del 1871, 2. del 1891) er fortsatt av verdi for studiet av personnavn i det gamle Egypt.
Også den egyptiske religionen gjorde Lieblein til gjenstand for nærmere undersøkelse. I samsvar med samtidens sans for tanken om historisk utvikling hevdet han med styrke at også egypternes tro hadde endret karakter opp gjennom tidene: Fra en primitiv naturreligion hadde veien gått via et polyteistisk stadium i retning av en monoteistisk eller panteistisk virkelighetsforståelse for så å vende tilbake til en dyrekult med helt annerledes konkrete gudsforestillinger. 1883–85 utgav han Gammelægyptisk Religion, populært fremstillet i tre bind.
Flere ganger (1869, 1887–88, 1899–1900) fikk Lieblein anledning til å gjennomføre lengre forskningsopphold i Egypt. Ved det første av disse besøkene representerte han – sammen med Henrik Ibsen – Norge under åpningen av Suez-kanalen. Han var ellers en flittig deltaker på de internasjonale orientalistkongressene, der han ved et par anledninger ble valgt til henholdsvis visepresident og president i den afrikanske seksjonen. Ved kongressen i Stockholm og Kristiania 1889 fungerte han som møtets visepresident. Og så sent som 1903, i en alder av 75 år, begav han seg – via Egypt – ut på den lange reisen til kongressen i Hanoi.
Som professor i egyptologi fikk Lieblein ingen direkte etterfølger. Men hans to fremste elever, W. Brede Kristensen og Wilhelm Schencke, som begge tok den filosofiske doktorgrad over emner fra egyptisk religion, ble utnevnt til professorer i religionshistorie (henholdsvis i Leiden og Kristiania) og førte dermed arven fra Lieblein videre innenfor dette fagområdet.
Jens Lieblein var medlem av Videnskabs-Selskabet i Christiania (nå Det Norske Videnskaps-Akademi) fra 1864, æresmedlem av vitenskapsakademiene i Göteborg og Helsingfors og medlem av en rekke andre utenlandske vitenskapsselskaper. Han ble utnevnt til ridder av St. Olavs Orden 1889 og fikk kommandørkorset av 2. klasse 1905, var ridder av den svenske Vasaorden og hadde flere utenlandske ordener.