Filha de um inventor húngaro e de uma psicanalista, Rachel Weisz nasceu em Londres, em março de 1970. Começou a trabalhar como modelo aos 14 anos e decidiu investir na carreira de atriz durante seus estudos na cultuada Universidade de Cambridge. Rachel ficou conhecida por seus papeis em A Múmia, Constantine, O Juri e Três Vezes Amor. Ela está escalada para atuar em Viúva Negra, em 2021.

Depois de se destacar nos palcos britânicos, começou uma carreira nas telonas no início dos anos 1990. Teve pequenas participações em filmes como Beleza Roubada, Reação em Cadeia e Indo Até o Fim, até conseguir um papel de destaque em A Múmia. A partir daí sua carreira deslanchou. Trabalhou ainda em Sunshine - O Despertar de um Século, Círculo do Fogo, Um Grande Garoto, O Júri e Constantine, voltando a atuar na franquia A Múmia com O Retorno da Múmia.

Em 2005, foi chamada pelo brasileiro Fernando Meirelles para atuar em O Jardineiro Fiel. O resultado não poderia ter sido melhor para a atriz. Ela recebeu um Oscar de Melhor Atriz Coadjuvante e escreveu seu nome no grande time de Hollywood. Na sequência, trabalhou com cineastas importantes como Darren Aronofsky (Fonte da Vida), Wong Kar-Wai (Um Beijo Roubado), Peter Jackson (Um Olhar do Paraíso) e Alejandro Amenábar (Alexandria). Voltou a trabalhar com Meirelles em 360, atuando ao lado de Jude Law e Anthony Hopkins. 

Viveu um relacionamento de oito anos com Aronofsky, de quem se separou em novembro de 2010. Pouco depois, nos sets de A Casa dos Sonhos, iniciou uma relação com Daniel Craig, com quem se casou no dia 11 de junho de 2011.

Weisz está escalada para viver a personagem Melina Vostokoff, em Viúva Negra, em 2021. Ela dividirá a tela com Scarlett Johansson, Florence Pugh e David Harbour.