Keren Ben Rafael a étudié la philosophie et la littérature française à l'Université de Tel Aviv avant d'intégrer le département Réalisation à La Fémis.
Son premier long métrage Vierges est sorti en 2018, distribué par Pyramide, et a obtenu le Prix de la meilleure actrice au Festival de Tribeca (New York). Auparavant, elle a réalisé trois court-métrages sélectionnés et primés dans de nombreux festivals : La plage (2015), qui a reçu le Prix Unifrance et Prix France Télévision au festival Tous courts d’Aix-en-Provence ; L’aurore boréale (2013), avec Ana et Hippolyte Girardot, présenté à la Semaine de la critique au Festival de Cannes et au Festival de Clermont-Ferrand ; et I’m your man (2011), Prix spécial du jury au Colcoa Film Festival de Los Angeles, Prix Beaumarchais-SACD et Prix du meilleur comédien pour Vincent Macaigne au festival Seinema.
Keren Ben Rafael a aussi réalisé le documentaire À pleines dents (2013 ) qui a obtenu le Prix de la meilleure réalisation au Femina Festival de Rio de Janeiro.