Gabriel Ybarra y Gutiérrez de Caviedes y Rosario de Arambarri Mancebo, pertenecientes a conocidas familias bilbaínas, tuvieron a su primera hija a la que bautizaron con el nombre de Rafaela, María de la Luz y Estefanía el 16 de enero de 1843. Confirmada más tarde el 22 de mayo de 1844 por el obispo de Calahorra y La Calzada, Pablo Abella, fue criada en el Bilbao del Casco Viejo donde sus padres residieron hasta no decidir su traslado a la finca de Deusto llamada La Cava. Educada como joven de la burguesía floreciente de aquellos años de esplendor económico fue enviada a Francia (Bayona) donde aprendió francés, aunque enfermó y debió regresar a Bilbao. Contrajo matrimonio a los 18 años con José Villallonga y Gipuló, socio de los Ybarra en las factorías de Guriezo y Baracaldo, luego Altos Hornos de Vizcaya, 21 años mayor que ella, y un devoto compañero de vida y de proyecto religioso. En 1869 se trasladaron a su residencia de la Cava, en un chalet vecino al de sus padres. Tuvo siete hijos, dos de los cuales fallecieron siendo niños; además, al morir su hermana Rosario se hizo cargo de sus cinco sobrinos, los Urquijo Ybarra, constituyendo una familia muy numerosa a la que atendió con total devoción. De otra parte, la enfermedad de su hijo pequeño tuvo a Rafaela en vilo durante años.

Por consejo de Leonardo Zabala, confesor suyo desde 1876, su acción más que filantrópica fue avanzando hasta culminar en 1885 con la emisión de los votos de castidad, obediencia y pobreza. De la mano del jesuita Francisco de Sales Muruzábal, Rafaela Ybarra prosiguió una labor que tras una primera iniciativa de caridad organizada junto con una serie de damas (Junta de Obras de Celo) pasó a profundizar en proyectos de mayor envergadura. Entre los primeros Rafaela acometió la gran empresa de instalar una Casa de Maternidad que aún no existía en la Villa. Su iniciativa y acción se extendió por hospitales, Casa de Observación, cárcel de mujeres, hospicios, Casa de Maternidad, y pisos de acogida. Su propósito era rescatar de la prostitución a las chicas jóvenes venidas a Bilbao para trabajar. Además de colaborar con la Compañía de Jesús para que el Colegio de Estudios Superiores (futura Universidad de Deusto) prosperase, la fundación del Instituto de los Santos Ángeles Custodios para la perseverancia y preservación de las jóvenes en peligro fue uno de sus objetivos más destacados. Las dos primeras secciones de las obras de celo decididas en la Junta celebrada el 28 de febrero de 1893 fueron las visitas al Hospital y a la cárcel de mujeres.

En 1893 abría en la calle Hernani una casa para tal fin y, al año siguiente, en la de Santa María, con la ayuda del jesuita Murúzabal, rector de Deusto desde 1890 hasta 1895. El proyecto de un colegio de nueva planta se materializó después en la calle Zabalbide. La Asociación de la Sagrada Familia, con Estatutos aprobados por el Gobierno Civil de Vizcaya, en junio de 1888, había venido funcionando, teniendo como Presidenta a otra ilustre dama benefactora: Casilda de Iturriza; la secretaria sería Rafaela, aunque oficialmente figuró su prima Fany.

El 2 de agosto de 1897, fiesta de Nuestra Señora de los Ángeles, puso la primera piedra del colegio de Zabalbide el entonces Obispo de Palencia, Cardenal D. Enrique Almaraz. En mayo de 1898 fallecía su esposo. Y el 25 de marzo de 1899, fiesta de la Anunciación, se dijo en la capilla la primera misa. El 2 de mayo de 1899 (al mes de haber sido inaugurado el Colegio de Zabalbide) Rafaela de Ybarra había visitado al Prelado diocesano para dar cuenta del estado de la Obra que se proponía crear, y obtener su aprobación oficial. La Congregación de los Santos Ángeles dispuso de Casa Matriz, sirviendo de referencia y modelo. Por entonces su salud empeoró y 14 de enero de 1900 escribía a sus religiosas la última carta, su testamento espiritual, falleciendo el 23 de febrero de ese mismo año a los cincuenta y siete años sin llegar a ver su obra, de cuarenta y un religiosas, convertida todavía oficialmente en congregación (lo sería en 1916). De noviembre de 1952 data el decreto de introducción de la causa de beatificación (Pío XII), aunque fue el 30 de septiembre de 1984 cuando Rafaela de Ybarra fue declarada por el Papa Juan Pablo II, beata. El 23 de febrero es su día de fiesta.