Las cefeidas son estrellas variables brillantes cuyos períodos de variabilidad se relacionan directamente con su luminosidad. De ahí que estos períodos estén relacionados con su distancia y pueda utilizarse este dato para medir el tamaño de la Vía Láctea y las distancias a otras galaxias.

Sus padres —Mary Hill y Gerard Swope— se conocieron en Chicagon, ya que ambos eran profesores en la Hull-House, emblemático lugar por sus innovadores programas sociales, educativos y artísticos. Su padre era ingeniero (licenciado en el MIT) y trabajó en la empresa General Electric, de la que terminó siendo su presidente. Así que allí creció la pequeña Henrietta, en contacto con el mundo de la tecnología.

Más tarde, estando de vacaciones con la familia en Nantucket, se apuntó a una serie de charlas en el Observatorio Maria Mitchell donde pudo escuchar al astrónomo Harlow Shapley hablar de las estrellas variables. A raíz de este encuentro, Henrietta decidiría trabajar en aquél apasionante tema.

Henrietta se licenció en matemáticas en 1925, en el Barnard College, y solo pudo dar una clase de astronomía, con el prestigioso astrónomo neoyorquino Harold Jacoby, profesor de astronomía en la Universidad de Columbia (a la que estaba adscrito el Barnard College). Tras la universidad, volvió a Chicago y asistió durante un año a la Escuela de Administración de Servicios Sociales de la Universidad de Chicago, pero solo durante un año, pues se matriculó en el Radcliffe College de Harvard para obtener su maestría en astronomía, trabajando con Harlow Shapley, quien estaba ofreciendo becas para mujeres para trabajar en la búsqueda de estrellas variables.

Henrietta comenzó a trabajar para Shapley en 1926 y obtuvo su maestría en 1928. En el laboratorio de Shapley coincidió con otras astrónomas con las que trabajó en la identificación de estrellas variables en la Vía Láctea. Allí conoció y se hizo amiga de las grandísimas Cecilia Payne-Gaposchkin y Adelaide Ames.

Durante esta etapa, Henrietta —que se mantenía con un salario mínimo de Harvard y la ayuda de su familia— se convirtió en una experta en calcular magnitudes de estrellas a partir de imágenes en placas fotográficas, que era como se hacía en aquella época. Sin embargo, las precarias condiciones económicas a las que estaba sometida le obligaron a dejar Harvard por el MIT, donde entró a trabajar en el laboratorio de radiación. En plena Segunda Guerra Mundial, trabajó (de 1942 a 1947,) en las tablas de navegación LORAN (del inglés LOng RAnge Navigation: «navegación de largo alcance»).
LORAN era un sistema hiperbólico de navegación por radio hiperbólico desarrollado en los Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial, que operaba a frecuencias más bajas que el sistema habitual para mejorar la precisión en la comunicación entre barcos y aviones que operaban en el Pacífico.

Dejó el MIT en 1947 para dar clases de astronomía en el Barnard College, institución en la que se había licenciado, para preparar a las futuras generaciones. También dio clases en el Connecticut College for Women, donde investigó utilizando algunas antiguas placas de las que conservaba de su etapa en Harvard.

En 1952, Walter Baade —importantísimo astrónomo alemán que definió el concepto de población estelar—, del Instituto Carnegie de Washington (fundado en 1902 por el filántropo Andrew Carnegie para estimular la investigación y el descubrimiento), le pidió que fuese a trabajar con él en Observatorio Palomar (San Diego, California) en sus estudios de evolución estelar, con estrellas variables detectadas en otras galaxias por el telescopio Hale. Fue contratada como asistente de investigación de Baade, pero trabajó como astrónoma independiente, escribiendo sus propias publicaciones científicas (incluso después de su muerte, como el Cid).

En una de sus principales publicaciones estudió las curvas de luz de doscientas setenta y cinco cefeidas de placas fotográficas de la galaxia de Andrómeda, tomadas con el —relativamente nuevo— telescopio Hale. De estos datos se dedujo la correcta distancia hasta esta galaxia, Andrómeda, también conocida como Galaxia Espiral M31, Messier 31 o NGC 224. Siguió con este trabajo y aportó nuevos resultados de distancias de veinte cefeidas en una región de Andrómeda menos afectada por la extinción.

Un año antes de su retirada, en 1967, Henrietta Hill Swope hizo una generosa donación al Instituto Carnegie de Washington para el desarrollo de observatorios astronómicos ópticos en el hemisferio sur, como un telescopio de 40 pulgadas en el Observatorio Las Campanas de Carnegie en Chile. Este telescopio fue nombrado Swope Telescope en su honor y comenzó a operar en 1971 (hoy en día sigue activo).

Henrietta Hill Swope se retiró en 1968 y murió a la edad de 78 años en Pasadena, California. Tras su muerte, dejó la mayor parte de su patrimonio al Instituto Carnegie de Washington para el mantenimiento de Las Campanas y la investigación astronómica de la institución.