אילנה רובינא הייתה בתם של שחקנית התיאטרוןחנה רובינא והמשורראלכסנדר פן.
נולדה בבית החולים הדסה בירושלים, עקב רצונה של אמה, שירושלים תופיע כמקום לידתה בתעודות. לאחר הלידה סבלה אמה מרעלת הריון ונאלצה להמשיך ולשהות בבית החולים כחמישה חודשים. שמה ניתן לה מפני שנולדה בסמוך לט"ו בשבט[1].
אביה לא גר עם אמה לאחר לידתה ואמה התקשתה בטיפול בה.
בגיל שלוש שהתה קרוב לשנה יחד עם אמנון מסקין בחברת הילדים בקיבוץ גבע, כיוון שאמה יצאה עם להקת הבימה לשני סיבובי הופעות בחו"ל.
בקיץ 1940 שלחה אותה אמה לירושלים מפחד ההפצצות האיטלקיות. רובינא התגוררה אצל משפחה אומנת בבית הכרם במשך ארבע שנים. לקראת כיתה ח' נשלחה שוב כ"ילדת חוץ" לקיבוץ גבע, עקב יציאת אמה להופעות בחו"ל. היא שבה לגור עם אמה לאחר שלוש שנים. עקב ציונים נמוכים, פרשה מן התיכון בלי לסיים את הלימודים והתגייסה.
בשירותה הצבאי שירתה כקצינה וכרל"שית אלוף[2].
רובינא שהתה כשלוש שנים במילאנו שבאיטליה, שם, על פי עצת אמה, למדה זמרה קלאסית בלה סקאלה. במהלך לימודיה הכירה את ביל סטוארט, סטודנט אמריקאי שלמד גם הוא זמרה[3]. ב-30 בספטמבר1956 נישאה לסטוארט[4]
בשנתה השלישית התפרנסה מדוגמנות[5].
לאחר גירושיה מסטוארט חזרה לישראל, המשיכה לעסוק בדוגמנות, והחלה להופיע במועדון התיאטרון. באותה עת יצא לאור להיטה הראשון, "שיר הדרך" ואחריו, "שיר הפילפל" ו"איריסים". היא הצטרפה לתוכניתה הרביעית של להקת "בצל ירוק" ושרה עם שמעון ישראלי את הביצוע המקורי ל"כשאנחנו נצא ביחד" ("השמלה הסגולה"). היא נישאה לאורי זוהר, במאי התוכנית, אך הם נפרדו כעבור שנתיים[6]. טרם פרידתם הספיקו להקליט מספר שירים ביחד. בין היתר, הפזמון "החופש בבית הבראה", שהוקלט לתוכנית הרדיו "שלושה בסירה אחת"[7]. בעקבות הצלחתו של השיר הוא צולם לקליפ שבו מופיע בין היתר שמואל רודנסקי שנזכר בפזמון כבדרן שהופיע באותו בית הבראה. באותה תקופה הפכה אילנה רובינא לזמרת פופולרית. בין השירים שהקליטה אז היה להיט נוסף, "ביקשתי אש". בשנת 1960 שיחקה רובינא בסרט "איי לייק מייק" המבוסס על המחזה, לצידם של גאולה נוני, חיים טופול ועוד[8]. באותה שנה הקימה יחד עם אריק איינשטיין את הצמד המוזיקלי "צמד הגפרורים", אשר הופיע והוציא מספר שירים עד שנת 1964[9].
בשנת 1963 הגיעה רובינא למקום השני בפסטיבל הזמר הבינלאומי (Konkurs Sopot Festival 1963) שנערך בגדנסק שבפולין, בפסטיבל השתתפו 39 זמרים מ-24 מדינות, ורובינא שרה את השיר "לילה ועשן"[10].
רובינא נסעה לפריז, כיוון שהוזמנה על ידי יונתן כרמון להופיע במחזמר ישראלי ב"אולימפיה". כרמון היה באותה תקופה המנהל האמנותי של אולימפיה. בעקבות ההופעה זכתה בחוזה תקליטים בצרפת.
בפריז הכירה רובינא את איש העסקים גוריון וייסמן, איש עסקים שחי שם, ובנו של יעקב ויסמן.
בשנת 1967 נישאה לו, לבני הזוג נולדה הבת, מאיה. באותה תקופה היא שהתה ארבע שנים בצרפת.
רובינא הופיעה בפני לוחמים במלחמת יום הכיפורים, במסגרת צוות הווי יחד עם מתי כספי, אושיק לוי, פופיק ארנון ואף לאונרד כהן.
בעלה השלישי, גוריון וייסמן, נפטר ממחלת הסרטן בשנת 1974. לאחר מכן מיעטה להשתתף במופעים והקלטות, עד שפרשה לחלוטין מעולם הבידור. מאז אמצע שנות השבעים התגוררה בלונדון.
בתחילת שנות ה-90 הכירה רובינא באחד הביקורים אצל בתה, מאיה, את רפי וייזר, איש עסקים יליד הארץ, שפעל בלונדון. הוא היה אלמן עם שלושה ילדים. בני הזוג עסקו בנדל"ן - קנו דירות, שיפצו אותן והשכירו או מכרו אותן. עקב הסתבכותו של וייזר בחובות הוא התאבד בבית בני הזוג ב-2005.
ביולי 2006, לאחר שעברה סדרת משברים, בהם התאבדותו של בעלה הרביעי והתמודדות עם חובות כספיים גדולים, חזרה רובינא לישראל[2]. זמן קצר אחר כך הקליטה את השיר "ציור ירושלמי" שכתבו חיים קינן ומשה וילנסקי. השיר, שמעולם לא הוקלט לפני כן, נכלל באלבום אוסף משולש משירי וילנסקי, "כלניות וזמר", שיצא בינואר 2007. בדצמבר 2006 יצאה אילנה רובינא במופע משותף עם שחקן התיאטרוןשלמה בר-שביט.
ב-1993 התפרסם הרומן "נשף חברים" מאת הסופר והאמן עמוס אריכא, המתבסס על פרשת האהבים של חנה רובינא ואלכסנדר פן. דמות הבת ברומן, אלכסנדרה, עוצבה בדמותה של אילנה רובינא.