Рэйчел Ханна Вайс появилась на свет в Лондоне в 1970 году 7 марта. Отец Рэйчел, изобретатель, еврей по национальности, родом из Венгрии. Его семья бежала в Англию от нацистских преследователей. Мать Рэйчел, психоаналитик, родилась в Вене в Австрии, по разным данным она выросла в католической или еврейской семье. Сама актриса считает себя еврейкой, так как детство ее прошло в «заумном еврейском доме».

У Рэйчел есть сестра Минни, которая стала художницей. Рэйчел Вайс обучалась в Кембриджском университете, где посвятила себя изучению английской литературы. В студенческие годы она была активной участницей в университетских театральных постановках, и вместе с одной из подруг Сашей Хейлс организовала театральную группу под названием Cambridge Talking Tongues. Их постановка шоу Slight Possession получила награду на Конкурсе драматического искусства среди молодежи в 1991 году в Эдинбурге.

До поступления в университет актриса пробовала себя в модельном бизнесе.

Пьеса «Design for Living» стала отправной точкой в карьере актрисы, когда она исполнила свою первую роль. Критики положительно отозвались об актерских способностях Рэйчел и она была награждена как «Лучшая дебютантка». В 1993 году молодая актриса была приглашена на съемки на телевидении.

Популярность актрисе принесла роль в театральной постановке West End, которая состоялась в 1995 году в театре Gielgud Theatre. Рэйчел работала ранее на телевидении и, уже обладая необходимыми знаниями, она снялась в кинофильме «Цепная реакция» с актером Кину Ривзом. И хотя этот фильм не принес ожидаемого успеха, эта работа привнесла в актерскую копилку Рэйчел дополнительный опыт. В 1996 году последовала роль в фильме «Ускользающая красота» режиссера Бернардо Бертолуччи. И хотя режиссер больше интересовался актрисой Лив Тайлер, он не обошел своим вниманием и Рэйчел Вайс.

Затем последовали съемки в небольших кинофильмах «The Land Girls» и роль в «Going All the Way» в 1997 году.

В 1998 году актриса исполнила роль парикмахерши в драматической киноленте «Я хочу тебя», а в 1999 году она снимается в английском фильме «Мумия». Среди киртин следующих лет «Солнечный свет» в 2000 году, в 2001 – «Мумия возвращается» и «Враг у ворот», в 2002-2004 – работа в картинах «Мой мальчик», «Вердикт за деньги», «Афера», «Зависть», а в 2005 году в киноленте «Константин: Повелитель тьмы». В этом же году Рэйчел работает над ролью в картине, снятой по мотивам книги Джона ле Карре «Преданный садовник», которая принесла ей несколько наград: в 2005 – «Независимый дух» в категории «Лучшая женская роль», в 2006 – «Золотой глобус» как «Лучшей актрисе второго плана» и номинация «Оскар» в этой же категории.

В 2006 году в прокат вышла кинолента «Фонтан». Автором сценария и режиссером стал Даррен Аронофски, с которым на тот момент была помолвлена актриса. Летом этого же года Рэйчел получила роль в киноленте «Мои черничные ночи», который снял культовый режиссер Вонг Карвай. Фильм вышел в 2007 году. В 2008 году Рейчел сыграла богатую американку в криминальной комедии «Братья Блум» режиссера Райана Джонсона. Ее партнерами по фильму стали Эдриан Броуди, Марк Руффало и Робби Колтрейн.

В 2009 году она исполняет главную роль в исторической драме испанского режиссера Алехандро Аменабара «Агора». Годом позже состоялась премьера драмы «Стукачка» режиссера Ларисы Кондрацки, где Рейчел сыграла вместе с Моникой Белуччи. Фильм основан на реальных события, и некоторые жестокие сцены произвели на критиков и зрителей довольно сильное впечатление. Одна дама даже упала в обморок во время просмотра картины.

Кроме того в 2010 году Вайс приняла участие в работе мультипликационного сериала «Симпсоны». В 22-ом эпизоде мультика под названием «Что клевала птичка за окном?» она озвучила Доктора Терстона. В том же году Рейчел Вайс удостоилась почетной театральной премии Великобритании Critics’ Circle Theatre Awards и была названа лучшей актрисой за свою роль в постановке «Трамвай «Желание».

В 2011 году выходит сразу несколько фильмов с участием Вайс: «Глубокое синее море» и «Дом грез», в котором она снялась вместе с Дэниелом Крейгом, и новая романтическая драма режиссера Терренса Малика с такими актерами, как Бен Аффлек, Ольга Куриленко, Хавьер Бардем и Рэйчел МакАдамс. Съемки фильма проходили в 2010 году в Оклахоме.

В 2012 году Рэйчел снялась в фильме «Эволюция Борна», главные роли в котором исполнили Джереми Реннер и Эдвард Нортон.

14 февраля 2013 года состоялась премьера фильма «Оз: Великий и Ужасный», в котором Рэйчел снялась вместе с Джеймсом Франко, Милой Кунис и Мишель Уильямс.

В 2014 году Рэйчел приступила к съемкам в двух фильмах - «Молодость» и «Лобстер», выход которых запланирован на май и октябрь 2015 года, соответственно.