La sua famiglia l'ha incoraggiata a diventare attrice sin dall'età di 7 anni. Rachel ha continuato a fare audizioni durante i suoi primi anni al liceo Notre Dame. Grazie alla raccomandazione di un amico, ha potuto recitare nella miniserie di 7 episodi Human Target. Il ruolo, sebbene piccolo, ha aiutato Rachel a rendersi conto che adorava recitare e che avrebbe voluto farlo a tempo pieno.
Grazie alle audizioni costanti ed al suo manager, Rachel ha finalmente successo. Dapprima appare in un episodio della serie Buffy l'ammazzavampiri quindi in un episodio di 8 semplici regole e di That '70s Show.
Dopo queste apparizioni, Rachel viene invitata a fare audizioni per la nuova serie della Fox, The O.C., ottenendo cosi il ruolo di Summer Roberts che le regala grande notorietà. In questo modo, inoltre, sul set conosce Adam Brody alias Seth Cohen, col quale è stata fidanzata per più di tre anni.
Il debutto della serie The O.C. nell'estate del 2003 è stato sensazionale negli Stati Uniti, e Rachel è diventata molto popolare potendo così ottenere buoni ruoli e diventando la ragazza copertina di innumerevoli riviste quali Zink, Stuff, CosmoGirl, e YM. Nel 2006 recita in The Last Kiss di Tony Goldwyn.
Successivamente, fra il 2006 e il 2007, recita nel thriller Jumper.
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