Kariera Rubinsztein-Dunlop w 1978 roku obroniła doktorat na Uniwersytecie w Göteborgu zatytułowany Badania rezonansu magnetycznego wiązki atomowej elementów ogniotrwałych i metastabilnych stanów ołowiu. Po przeprowadzce do Australii zaczęła pracę na Wydziale Fizyki na Uniwersytecie of Queensland, gdzie utworzyła grupę badawczą zajmującą się fizyką laserową. W 1995 roku pomogła stworzyć program Science in Action, który był w wykorzystywany szkołach
W 2002 roku była pierwszą kobietą w Australii, która otrzymała nominację na profesora fizyki. W latach 2006–2013 pełniła funkcję kierownika wydziału fizyki, a także kierownika Szkoły Matematyki i Fizyki na Uniwersytecie Queensland. Pełniła funkcję dyrektora Quantum Science Laboratory i prowadziła jeden z programów naukowych Australian Research Council. W 2016 roku Rubinsztein-Dunlop została członkiem Australijskiej Akademii Nauk. W 2018 roku została odznaczona Orderem Australii za „wybitną służbę dla fizyki laserowej i nano-optyki jako badacz, mentor i naukowiec, promocję programów edukacyjnych i kobiet w nauce".
W 2018 roku w ramach międzynarodowej konferencji naukowej SPIE zaplanowano specjalną sesję dla uhonorowania Haliny Rubinsztein-Dunlop.