В феврале 1928 г. Л. Розенцвейг прибыла в СССР и по рекомендации помощника начальника ИНО ОГПУ
В 1929 г. Е. Ю. Горская вышла замуж за сотрудника ИНО В. М. Зарубина. Пройдя ускоренный курс спецподготовки, в январе 1930 г. перешла в резерв назначения по должности уполномоченного 7-го отделения ИНО ОГПУ. Вскоре супруги с чехословацкими документами на фамилию Кочек были направлены в Париж.
Во Франции Зарубиной удалось привлечь к сотрудничеству стенографистку германского посольства «Ханум». Через нее советская разведка получила ряд весьма ценных материалов по франко-германским отношениям.
С декабря 1933 г. Зарубины находились на нелегальной работе на территории Германии. Там «Вардо» не только оказывала помощь мужу, но и вела самостоятельное направление. Был восстановлен контакт с «Ханум», работавшей уже в центральном аппарате МИД. От легальной резидентуры разведчица получила на связь посыльного, а затем чиновника внешнеполитического ведомства Германии «Винтерфельда», имевшего доступ к секретной, в том числе шифрованной, переписке. Вместе с мужем провела большую работу с советским источником в гестапо Билли
В 1937 г. с мужем направлена в США. После возвращения в СССР с декабря 1937 г. состояла в резерве назначения Центра.
В 1938 г. для поддержания связи с ценной агентурой дважды по советским документам прикрытия выезжала в Таллин, а также нелегально в Париж и Лондон.
В июне 1938 г. была отозвана в Москву и переведена в резерв назначения 5-го отдела 1-го УГБ НКВД СССР: ожидалась новая закордонная командировка.
Осенью 1938 г. новый руководитель НКВД Л. П. Берия начал кардинальную чистку аппарата внешней разведки. В итоге 1 марта 1939 г. Зарубина была «уволена вовсе из органов НКВД».
После начала 2-й мировой войны кадры опытных разведчиков вновь были востребованы. 19 апреля 1940 г. Е. Ю. Зарубина была восстановлена на работе в должности оперуполномоченного 5-го отдела ГУГБ в резерве назначения ОК НКВД, а 15 сентября 1940 г. назначена оперуполномоченным 3-го отделения 5-го отдела.
1 ноября 1940 г. в связи с выездом в Германию зачислена в особый резерв. 10 декабря 1940 г. в Берлине Зарубиной удалось восстановить связь с агентом «Августой», женой крупного немецкого дипломата, находившейся ранее на связи с арестованным к тому времени в Москве нелегалом
С февраля 1941 г. в аппарате 1-го Управления НКГБ СССР: с марта 1941 г. старший оперуполномоченный 1-го отделения 4-го отдела, затем — заместитель начальника 2-го отделения 5-го отдела. В апреле 1941 г. вновь направлена в Германию для восстановления связи с ценными источниками: с одним из шифровальщиков германского МИДа, а также с «Винтерфельдом», ставшим к этому времени сотрудником Экономико-политического отдела внешнеполитического ведомства. Берлин Елизавета Юльевна покинула 29 июня 1941 г. вместе с эвакуируемой советской колонией.
С ноября 1941 г. в особом резерве ОК НКВД СССР. В 1941–1944 гг. Е. Ю. Зарубина («Вардо») находилась с мужем в командировке в США под прикрытием 2-го секретаря посольства СССР. В резидентуре отвечала за линию «ПР» (политическая разведка). Находясь в США, поддерживала связь с двумя десятками агентов, среди которых было немало весьма ценных источников. Будучи умной, однако внутренне и внешне скромной женщиной, обладая привлекательной, но не бросающейся в глаза внешностью, «Вардо» быстро завоевывала доверие людей, свободно могла выдавать себя за американку, француженку, немку, а когда требовалось — и активистку сионистского движения. Через людей, близких к семье «отца американской атомной бомбы» Роберта Оппенгеймера, вышла с ним на прямой контакт.
По возвращении в Москву Е. Ю. Зарубина в сентябре 1944 г. была зачислена в резерв назначения, в должности заместителя начальника отделения. С 20 декабря 1944 г. — заместитель начальника, а с 1945 г. — начальник 3-го отделения 8-го отдела 1-го Управления НКГБ СССР. С лета 1946 г. — начальник 1-го отделения 8-го отдела (ИНФО) ПГУ.МГБ СССР.
14 сентября 1946 г. уволена из МГБ «за невозможностью дальнейшего использования» с постановкой на общевоинский учет.
После смерти И. В. Сталина по ходатайству
Трагически погибла, попав под автобус. Похоронена рядом с мужем на Калитниковском кладбище в Москве.