יוכבד בת-מרים נולדה כיוכבד ז'לזיניאק בקפליץ' שבבלרוס, בשנת 1901.

מצעירותה הכשירה עצמה לעבודת ההוראה. היא הייתה חדורה ברוח עצמאית, וכבר בגיל 17 החליפה את שם משפחתה. היא בחרה בשם בת-מרים כיוון שהיה לה ברור שתהיה משוררת, כמרים אחות משה. למדה בקורסים הפדגוגיים בעיר חרקוב, והשלימה את לימודיה באוניברסיטאות של אודסה ושל מוסקבה.

את שיריה הראשונים פרסמה בכתב העת התקופה, בשנת תרפ"ב, 1922, עוד בהיותה בברית המועצות. 
היא המשיכה לשלוח משיריה לעיתונות העברית שמחוץ לרוסיה הסובייטית, עד שעלתה לארץ ישראל בשנת 1928. 
את שיריה המוקדמים קיבצה לימים בספר שיריה מרחוק, שיצא לאור בארץ, בשנת 1932. הספר נדפס במהדורה אחרונה ב-1985, חמש שנים לאחר מותה.

יוכבד בת-מרים נחשבת לאחת המשוררות הגדולות של השירה העברית החדשה. שירתה קשה, מוצפנת ואינה ניתנת לפענוח נוח וקל. היא הייתה ממבשרות שירת הנשים העברית העצמאית והמודעת לעצמה.
קיימה קשרים עם גדולי המשוררים העבריים של ימיה, ובהם נתן אלתרמן, רחל, שמעון הלקין, אברהם חלפי, אבות ישורון, אברהם שלונסקי, רפאל אליעז, אבא קובנר ונוספים.

על שירתה זכתה בפרס ביאליק (1964) ובפרס ישראל ישראל לשנת תשל"ב (1972).

נפטרה ב-7 בינואר 1980 (י"ח בטבת תש"מ).