Γεννήθηκε το 1886 στο Μελένκι της περιφέρειας Βλαντίμιρ[12] και ήταν το πέμπτο και νεότερο παιδί της αριστοκρατικής οικογένειας[13] του αξιωματικού της αστυνομίας Βλαντίμιρ Ροζάνοφ και της Ελιζαβέτα Ροζάνοβα[14]. Η πρώτη της επαφή με τη ζωγραφική έγινε στη σχολή του Α. Μπολσακόφ της Μόσχας υπό τους Αντρέι Ματβέγιεφ και Νικολάι Ουλιάνοφ, ενώ αργότερα παρακολούθησε μαθήματα στη Σχολή Καλών Τεχνών Στρόγκανοφ[12][15], χωρίς όμως να φοιτήσει κανονικά στη σχολή[13]. Κατόπιν μαθήτευσε στα εργαστήρια των Ιβάν Ντούντιν και Κονσταντίν Γιουόν, ολοκληρώνοντας τις σπουδές της το 1912 στη Σχολή Σβάντσεβα της Αγίας Πετρούπολης[12]. Δύο χρόνια νωρίτερα είχε προσχωρήσει στην εικαστική ομάδα Ένωση Νεολαίας, με την οποία πραγματοποίησε την 11η Απριλίου του 1911 την πρώτη της έκθεση[16].
Τα επόμενα χρόνια συμμετείχε στις σημαντικότερες εκθέσεις της Ρωσικής πρωτοπορίας περνώντας από τον κυβοφουτουρισμό στον σουπρεματισμό. Το έργο της συνδέθηκε στενά με εκείνο του Καζιμίρ Μαλέβιτς, ο οποίος την χαρακτήρισε ως τη «μοναδική αληθινά πρωτοπόρο ζωγράφο»[17]. Παράλληλα, η ζωγραφική της προξένησε το ενδιαφέρον και του Φιλίππο Τομάζο Μαρινέττι, ενός από τους ιδρυτές του ιταλικού φουτουρισμού[13], ο οποίος επισκεπτόμενος τη Ρωσία το 1914 ήρθε σε επαφή με το έργο της Ροζάνοβα. Το ίδιο έτος, η Ροζάνοβα συμμετείχε μαζί με άλλους Ρώσους καλλιτέχνες στην Α΄ Διεθνή Έκθεση Φουτουρισμού που πραγματοποιήθηκε στη Ρώμη[18].
Το 1916 - 1917 διετέλεσε μέλος της εικαστικής ομάδας Σουπρέμους[12], συνυπάρχοντας με καλλιτέχνες όπως οι Μαλέβιτς, Κλιουν, Ποπόβα, Ουντάλτσοβα, Έξτερ κ.ά. Παράλληλα ασχολήθηκε με τον σχεδιασμό υφασμάτων και εργόχειρων καθώς και με την εικονογράφηση λογοτεχνικών βιβλίων.
Μετά την Οκτωβριανή επανάσταση η Ροζάνοβα συμπεριλήφθηκε στους καλλιτέχνες που συνεργάστηκαν με τον νεοπαγή κρατικό μηχανισμό των μπολσεβίκων και το 1918 διορίστηκε υπεύθυνη στον τομέα Εφαρμοσμένων Τεχνών του σοβιετικού Υπουργείου Παιδείας[12][17]. Πέθανε στις 7 Νοεμβρίου του ίδιου έτους στη Μόσχα, προσβεβλημένη από διφθερίτιδα, ενώ εργαζόταν στην προετοιμασία για τον εορτασμό της πρώτης επετείου της Οκτωβριανής επανάστασης[19].
Το 1912 γνώρισε τον λογοτέχνη Αλεξέι Ελισέγεβιτς Κρούτσενιχ, με τον οποίο παντρεύτηκε τέσσερα χρόνια αργότερα[19]. Υπό την επίδραση του Κρούτσενιχ ασχολήθηκε περιστασιακά με τη συγγραφή ποιημάτων[17].