To Λιβαδοχώρι είναι ένα παραδοσιακό Λημνιακό χωριό με λιθόστρωτα και πετρόχτιστα σπίτια, χτισμένο στο κέντρο του νησιού. Το όνομά του οφείλεται στην εκτεταμένη πεδιάδα που το περιβάλλει. Είναι το κεφαλοχώρι της ευρύτερης περιοχής και κατά την απογραφή του 2011 αριθμούσε 237 κατοίκους.
Με τη σημερινή του ονομασία, ως Λιβαδοχώριον ή Λιβατοχώριον, αναφέρεται σε έγγραφο της Μονής Φιλοθέου του Άθω από το 1355. Το χωριό γνώρισε μεγάλη ανάπτυξη χάρη στην τοποθεσία του αλλά και στη γειτνίασή του με το Μοναστήρι του Αγίου Παύλου, στο οποίο είχε μεταφερθεί προσωρινά μεταξύ των ετών 1390 και 1447 η Μητρόπολη της Λήμνου. Το μοναστήρι κατείχε περίπου 3.000 στρέμματα ‒από τα πιο εύφορα του νησιού‒ και λέγεται ότι είχε παραχωρηθεί στους Λημνιούς από τον Κωνσταντίνο Παλαιολόγο για να καλύπτουν με τα έσοδά του εκπαιδευτικούς και εκκλησιαστικούς σκοπούς. Στις αρχές του 19ου αιώνα παραχωρήθηκε με σουλτανικό φιρμάνι στη χριστιανική κοινότητα του νησιού και από τότε διοικείται από Παλλημνιακή Επιτροπή.
Στα χρόνια της Τουρκοκρατίας ήταν κεφαλοχώρι, στο οποίο κατοικούσαν εκτός από Έλληνες και Οθωμανοί αγάδες που επόπτευαν τις αγροτικές περιουσίες τους. Το 1858, ο Γερμανός αρχαιολόγος Conze, ο οποίος επισκέφθηκε το χωριό, ανέφερε ότι ήταν μεγάλο αλλά μισογκρεμισμένο. Ήταν η εποχή που οι Έλληνες είχαν αρχίσει να εξαγοράζουν τις οθωμανικές περιουσίες και οι Οθωμανοί μεγαλοκτηματίες είχαν αρχίσει να εγκαθίστανται στην πρωτεύουσα του νησιού αφήνοντας έρημα τα σπίτια τους στο χωριό.
Στα χρόνια του μεσοπολέμου το χωριό γνώρισε μια μικρή ανάπτυξη. Το 1922 φτιάχτηκε υδραγωγείο και βρύση με δαπάνη κάποιων κατοίκων και συνδρομή των Λιβαδοχωριτών Αμερικής και Αιγύπτου. Το 1928 είχε 516 κατοίκους, μεταξύ των οποίων ήταν αρκετοί πρόσφυγες, οι οποίοι απασχολούνταν κυρίως στη γεωργία και στην κτηνοτροφία. Στις γύρω εύφορες πεδιάδες υπήρχαν μεγάλα αγροκτήματα και λιβάδια και το 1938 αναφέρεται παραγωγή 480.000 τόνων σιτηρών και 30.000 τόνων βαμβακιού, ενώ λειτουργούσαν ένα εργοστάσιο αλευροποιίας και ένα εκκοκκιστήριο βάμβακος.
Κεντρική εκκλησιά του Λιβαδοχωρίου είναι η Αγία Μαρίνα που χτίστηκε το 1894 στη θέση παλιότερου ναού. Είναι ρυθμού βασιλικής με δίρριχτη στέγη, ξεχωριστό καμπαναριό και αγιογραφίες που φιλοτεχνήθηκαν το 1912 από τον Γρηγόριο Παπαμαλή, ο οποίος καταγόταν από τα Μοσχονήσια και πέρασε το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του στη Λήμνο.