Родилась в семье медсестры и водителя грузовика.В 4 года начала заниматься фигурным катанием.В 12 лет будущая актриса сыграла в летнем театральном лагере "Original Kids".Рэйчел с отличием окончила Йоркский университет в Торонто и получила степень BFA в области театра в 2001 году.Первой значимой работой для МакАдамс,стала роль Джессики Спенсер в фильме "Цыпочка"(2002),но настоящее признание и победа в номинации "Женский прорыв года" (MTV Movie Awards) пришли к ней после съёмок в фильме "Дрянные девчонки"(2004).В этом же году актриса сыграла в романтической драме "Дневники памяти" в паре с Райаном Гослингом,после съёмок у них завязались отношения,но через два года совместной жизни они растались.Не смотря на талант и опыт Рэйчел не прошла пробы и не получила роль в фильме "Фантастическая четвёрка"(2005) и "Казино"Рояль""(2006),также она лишилась главной роли в фильме "Последний поцелуй"(2006),из-за частых конфликтов.
2009 год был напряженным и вместе с тем удачным для актрисы.Сначала она играла главную роль в политическом триллере "Большая игра",позже ей досталась главная роль в фильме "Жена путешественника во времени",а на закуску в декабре этого года вышел фильм Гая Ричи "Шерлок Холмс".
Несколько месяцев в 2009 году у Рэйчел был роман с Джошем Лукасом,а в середине 2010,на съёмках фильма "Полночь в Париже",звезда завязала романтические отношения с Майклом Шином,которые закончились в начале 2013 года.