La période de rotation de Vénus sur elle-même est de 243 jours, ce qui est plus lent que sa période de révolution.
Autre caractéristique étonnante, sa rotation se fait dans le sens rétrograde. On a longtemps cru que cette «anomalie» venait d'une gigantesque collision avec une autre planète. Une théorie récente cependant montre que cette inversion de la rotation pourrait provenir des forces de marée exercées par le Soleil sur l'atmosphère de Vénus (Alexandre Correia et Jacques Lascar, Nature, le 14 juin 2001). Cette article de vulgarisation de Jacques Lascar présente cette hypothèse.