Nata nell'attuale Lituania, Stepanova studiò alla Scuola d'arte di Kazan, dove incontrò Aleksandr Rodchenko, suo compagno di vita. Nel 1912 si trasferì con lui a Mosca, dove proseguì gli studi alla Scuola Stroganov ed entrò in contatto con poeti futuristi e forme di poesia visiva, tra cui Zigra Ar e Gaust Chaba. Dopo la Rivoluzione, iniziò a lavorare per rendere l'arte accessibile alle masse. Insieme a Rodchenko e Gan, fondò il Gruppo di lavoro dei costruttivisti. La sua attività spaziò dalla poesia alla grafica, dalla filosofia alla progettazione di abiti. Insieme a Liubov Popova, lavorò come designer tessile presso Tsindel, la Prima fabbrica statale di stampa su tessuto in Russia, e in seguito divenne docente di progettazione tessile presso i Laboratori superiori artistici e tecnici (VKhUTEMAS). Si occupò anche di teatro e costumi, realizzando opere che spaziavano dalla pittura alle arti decorative. Insieme a Rodchenko, collaborò a riviste politiche come LEF e Novyi LEF. Morì nel 1958.