Rosa Brancaccio si è laureata in Fisica nel 1999 con una tesi sull'Intelligenza Artificiale applicata alla Medicina (rilevazione e classificazione automatiche di microcalcificazioni in mammografia). Ha poi conseguito il dottorato di ricerca nel 2004 con una tesi riguardante lo sviluppo di un nuovo dosimetro per la IORT (radioterapia intraoperatoria con fasci di elettroni).
Dal 2004 ha collaborato, come post-doc, con l'X-Ray Imaging Group sviluppando e ottimizzando il sistema e il software di ricostruzione per l'analisi tomografica di grandi oggetti per i Beni Culturali. Nell'ambito di queste ricerche, ha lavorato sia presso l'Università di Bologna che presso l'INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) di Torino, Italia. Nel 2011 è diventata tecnico per la ricerca presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia (DIFA), Università di Bologna. Durante questi anni ha collaborato inoltre allo studio di un nuovo sistema per la diagnosi precoce del tumore al seno mediante pellicole a cristalli liquidi, all'analisi di sismogrammi per la calibrazione di un esperimento per la ricerca dei neutrini, alla tomografia computerizzata dell'orecchio interno e ai rivelatori per la dosimetria in radioterapia intraoperatoria.
Rosa ha insegnato Fisica e Chimica nel corso di Restauro presso l'Accademia di Belle Arti di Bologna (Istituto per il Restauro dei Beni Culturali) per sette anni (dal 2004 al 2012).
Attualmente concentra le sue ricerche principalmente sullo sviluppo di algoritmi di calcolo con metodi di high performance computing per applicazioni in medicina e beni culturali. Collabora dal 1998 con l'INFN, dal 2012 al 2020 con il Centro Studi e Ricerche Enrico Fermi e dal 2015 è membro del TTLAB (Laboratorio INFN per il Trasferimento Tecnologico)
Nel 2008 Rosa ha ricevuto il premio dall'Associazione Italiana di Archeometria (AIAR) per un giovane ricercatore che si è distinto nelle Scienze Archeometriche.
Dal 2015 al 2024 è stata responsabile del coordinamento dei laboratori specialistici e responsabile tecnico del laboratorio di unità di ricerca del Dipartimento di Fisica e Astronomia (DIFA) dell’Università di Bologna.
Nel 2022 Rosa ha conseguito l'abilitazione scientifica nazionale come associato nel sistema di istruzione superiore italiano, nel bando 2021/2023 (DM n. 553/2021 e 589/2021) per il settore disciplinare 02/D1.
Dal 2024 Rosa è professore associato presso l'Università di Ferrara, Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra, settore scientifico disciplinare FIS/07 Fisica applicata, didattica della fisica e storia della fisica. È inoltre membro del gruppo di fisica medica presso l'Università di Ferrara, dove studia nuovi algoritmi per l'analisi dei dati di pletismografia.
È co-autrice di tre brevetti e di oltre 100 pubblicazioni, 44 delle quali su riviste internazionali.