Родилась 19 сентября 1953 г. в Ташкенте (Узбекская ССР, ныне - Узбекистан) в семье Ильи Давидовича Рубина и Риты Александровны Жуковской. Отец был художником и преподавателем, участником Великой Отечественной войны.
Литературным дебютом Дины Рубиной стал рассказ "Беспокойная натура". Он был опубликован в московском литературно-художественном журнале "Юность" (№1, 1971).
В 1977 г. Дина Рубина окончила Ташкентскую государственную консерваторию им. М. Ашрафи (ныне - Государственная консерватория Узбекистана). В том же году в журнале "Юность" вышла повесть Дины Рубиной "Когда же пойдёт снег?..". Ее постановка на сцене Московского театра юного зрителя в 1979 г. и выход одноименного телеспектакля принесли молодой писательнице известность.
В 1977-1978 гг. преподавала в Ташкентском институте культуры.
В 1978 г. в возрасте 24 лет вступила в Союз писателей СССР. По ее словам, она стала самым молодым в стране членом данной организации.
В 1978-1984 гг. руководила литературным объединением при Союзе писателей Узбекской ССР, занималась переводами произведений узбекских авторов на русский язык.
В 1984-1990 гг. проживала в Москве.
В 1990 г. эмигрировала в Израиль. Прежде чем стать литературным редактором приложения к русскоязычной газете "Наша страна", работала уборщицей.
В начале 2000-х гг. была представителем Еврейского агентства в Москве, руководила реализацией культурных программ.
В настоящее время проживает с семьей в израильском городе Маале-Адумим.
Лауреат премии Министерства культуры Узбекской ССР (1982, за пьесу-мюзикл "Чудесная дойра"), премии Союза писателей Израиля (1995, за книгу прозы "Один интеллигент уселся на дороге"), российской литературной премии "Большая книга" (2007, за роман "На солнечной стороне улицы") и др.
В 1980 г. ташкентское издательство "Ёш гвардия" выпустило первую книгу Дины Рубиной - "Когда же пойдет снег?..". Она включала в себя одноименную повесть и несколько рассказов.
В 1982 г. в ташкентском Издательстве литературы и искусства им. Г. Гуляма вышел сборник повестей и рассказов "Дом за зеленой калиткой".
В 1990 г. московское издательство "Советский писатель" выпустило сборник произведений "Двойная фамилия". В последующие годы в России и Израиле было издано несколько десятков сборников рассказов и повестей Дины Рубиной.
В 1996 г. вышел ее первый роман - "Вот идет Мессия!". В дальнейшем писательница выпустила романы: "Последний кабан из лесов Понтеведра" (1998), "Синдикат" (2004), "На солнечной стороне улицы" (2006), Почерк Леонардо" (2008), "Белая голубка Кордовы" (2009), "Синдром Петрушки" (2010), "Бабий ветер" (2017) и "Маньяк Гуревич" (2021).
Автор трилогии "Русская канарейка" (2015; "Желтухин", "Голос", "Блудный сын").
В сентябре 2018 г. выходит первая часть трилогии Дины Рубиной "Наполеонов обоз" - роман "Рябиновый клин".
На протяжении всей литературной карьеры Дина Рубина пишет на русском языке. Ее проза переведена на английский, французский, болгарский, чешский, иврит и другие иностранные языки.
В 2013 г. писательница стала автором текста для культурно-образовательной акции "Тотальный диктант". Он получил название "Евангелие от Интернета".
В декабре 2017 г. в Московском музыкальном театре "Геликон-опера" был поставлен спектакль "Высокая вода венецианцев" по мотивам повести Дины Рубиной.
По произведениям и сценариям Дины Рубиной сняты фильмы: "Наш внук работает в милиции" (1984, режиссер Камара Камалова), "На Верхней Масловке" (2004, Константин Худяков), "Двойная фамилия" (2006, Станислав Митин), "Любка" (2009, Станислав Митин), "Синдром Петрушки" (2015, Елена Хазанова), телесериал "На солнечной стороне улицы" (2011, Валерий Усков и Владимир Краснопольский).
Жизни и творчеству писательницы посвящена книга Иоанны Мяновской "Дина Рубина вчера и сегодня" (2003).
Замужем. Супруг - художник Борис Карафелов (род. 1946). Его работы использованы в художественном оформлении многих книг Дины Рубиной. От брака с ним - дочь Ева (род. 1986, археолог). От первого брака - сын Дмитрий (род. 1976, менеджер торговой фирмы).