Ihren Bachelor machte sie in 1928 am Vassar College, in den Fächern Mathematik und Physik. Ihren Mastertitel machte sie zwei Jahre später in Yale.

Für einige Zeit lehrte sie Mathematik an der Vassar Universität, während sie ihren Doktortitel anstrebte, den sie in Yale 1934 erhielt.

Nach der Bombardierung von Pearl Harbour versuchte Hopper der amerikanischen Armee beizutreten, was ihr 1943 nach einigen Schwierigkeiten aufgrund ihre Größe und ihrs Gewichts gelang.

Als Leutnant trat sie einem Projekt der Harvard Universiät bei, welches den ersten automatischen Taschenrechner, dem Mark I, entwickelte und schrieb 1946 die erste Computeranleitung für dieses Gerät. Sie verblieb an Harvard für ihre Forschung.

1949 trat Hopper der Eckert-Mauchly Computer Corp. bei und trug maßgeblich zum Design des ersten elektronischen Computers UNIVAC I bei. Sie war die Mathematikerin, welche den ersten Compiler entwickelte. Ein Gerät zur Übersetzung von mathematischem Code in Code, der für Maschinen lesbar ist.

Später widmete sie sich der Forschung mit Programmiersprachen und erfand die erste Programmierspreche, die Computer durch Sprechbefehle programmierbar machte. Diese Programmiersprache nannte sie Flow-Matic und aus ihrem Konzept wurde später die Programmiersprache COBOL.

Während ihrer Arbeit stieg sie durch die Ränge des US-Militära, ging zum ersten mal als Commander 1966 in Rente, bevor sie zurück in den aktiven Dienst gerufen wurde und 1986 als Rear Admiral endgültig ihren Dienst aufgab.