Vekic, nummer 23 van de wereld, versloeg de als tweede geplaatste Kazach met 6-7 (1/7), 6-3, 6-4 om door te gaan naar de kwartfinales.
De 24-jarige Rybakina, finalist van de Australian Open in januari, was een van de favorieten voor de French Open, maar trok zich wegens ziekte vroegtijdig terug.
Eerder woensdag versloeg de Franse derde reekshoofd Caroline Garcia de Australische Jaimee Fourlis met 6-3, 6-2 bij haar eerste optreden op het Berlijnse gras
Elina Avanesyan versloeg Anna Blinkova met 1-6, 6-3, 6-2 om de kwartfinales te halen in een volledig Russisch duel.
Het WTA-toernooi in Berlijn, dat slechts twee weken voor de start van Wimbledon plaatsvindt, is een evenement vol sterren, waaraan negen van ’s werelds top 10 vrouwen deelnemen.