Вера Рубин родилась 23 июля 1928 года в городе Вашингтон, округ Колумбия, в семье любителей астрономии. Она окончила четвёртый отдел средней школы в 1946 году и поступила в университет Вашингтона, где в 1948 году получила степень бакалавра по математике и астрономии.
В 1951 году Рубин защитила кандидатскую диссертацию в Корнеллском университете под руководством Фреда Хойла, изучая галактики и их вращение. В 1970-х годах она вместе с коллегой Кентом Фордом обнаружила аномалии в кривых вращения спиральных галактик, что стало одним из ключевых доказательств существования тёмной материи.
За свои достижения Вера Рубин была награждена Национальной медалью науки США в 1993 году и премией Американского астрономического общества в 1996 году.
Она продолжала активную научную работу до 2000-х годов, воспитывая молодое поколение астрономов и защищая равные права женщин в науке, и скончалась 25 декабря 2016 года, оставив значительный след в понимании структуры Вселенной.