Hilla, qui est la fille d’un officier prussien très strict, naît à Strasbourg ; très jeune, elle découvre sa passion pour la peinture. Voyage en Italie, études à Zurich puis à Paris. La rencontre avec Arp est déterminante : elle est recommandée à une propriétaire de galerie berlinoise, se rapproche des dadaïstes, devient l’amie de Léger, Kandinsky, Chagall... ; en 1923, elle rejoint le groupe avant-gardiste Novembre.
Rebay part s’installer à New York, ville qu’elle considère comme le lieu idéal pour continuer ses investigations picturales de plus en plus abstraites. Elle brosse également des portraits pour gagner de l’argent, et c’est durant les poses qu’elle se lie d’amitié avec Solomon R. Guggenheim. Elle persuade le richissime collectionneur et mécène de créer un musée pour accueillir sa collection d’art. Guggenheim la choisit comme directrice artistique et lui confie tous les pouvoirs : Rebay s’investit avec passion dans le projet, sollicite l’architecte F. L. Wright pour la conception de l’immeuble et assume toutes les tâches â€achat et restauration d’œuvres, organisation d’expositions et même conférences-. Rebay est admirée pour son talent de peintre, son dynamisme, sa capacité d’adaptation, son audace et son goût sûr pour choisir parmi les œuvres contemporaines.