Obokata est née à Matsudo, dans la préfecture de Chiba, au Japon, le . Elle étudie à l'université Waseda dans le département de chimie appliquée où elle obtient une licence en 2006 puis un master en 2008. Elle mène ensuite pendant deux ans des recherches à la Harvard Medical School sous la supervision de Charles Vacanti, avant de retourner à Waseda pour y finir sa thèse en 2011. La même année, elle obtient un poste à l'institut de recherche RIKEN, puis est nommée directrice du laboratoire en reprogrammation cellulaire en 2013.
Le , l'institut Riken annonce que les recherches sur les cellules STAP sont stoppées, les chercheurs n'ayant pas réussi à reproduire le phénomène observé par Haruko Obokata, qui a de son côté démissionné[3],[2].
En 2016, son livre Ano hi (あの日- Ce jour-là) relatant sa version des faits est publié par Kodansha.
