Irina Rakobolskaja studierte Physik an der Lomonossow-Universität, als sie sich während des Zweiten Weltkriegs zum Militärdienst meldete. Sie wurde Stabschefin bei den nur aus Frauen bestehenden Nachthexen, welche nachts mit einfachen DoppeldeckernPolikarpow Po-2 Bombereinsätze flogen.
Rakobolskaja kehrte als Major aus dem Militärdienst zurück und beendete ihr Studium. Danach verfolgte sie eine akademische Karriere. Sie promovierte 1962, habilitierte 1976 und wurde Professorin für Physik. Der Kosmologe Andrei Dmitrijewitsch Linde ist ihr Sohn und studierte bei ihr.