Rachel Hannah Weisz est née le 7 mars 1970 à Londres, en Angleterre. Elle est la fille d'Edith Ruth (née Teich), une psychanalyste égyptienne, et de George Weisz, un économiste hongrois.
Après des études secondaires au St Paul's Girls' School à Londres, Rachel Weisz s'inscrit à l'Université d'Oxford pour étudier la philosophie et la psychologie. Cependant, elle abandonne ses études pour poursuivre sa carrière d'actrice.
Son premier rôle important est celui de Isabella en 1992 dans le film "Death Machine" réalisé par Stephen Hopkins. Par la suite, elle jouera des rôles secondaires dans plusieurs films britanniques avant de faire ses débuts à Broadway en 1994 avec le rôle de Helena dans Hamlet dirigé par Nicholas Hytner.
En 1996, Rachel Weisz interprète le rôle d'Athena dans le film "Chain Reaction" réalisé par Andrew Davis et gagne sa première reconnaissance critique pour son rôle dans le film "Stealing Beauty" réalisé par Bernardo Bertolucci en 1996.
En 1998, elle interprète le personnage de Evelyn Carnahan dans le film d'aventure "The Mummy", qui connaît un grand succès et lui vaut une nomination aux Saturn Awards pour la meilleure actrice.
Depuis lors, Rachel Weisz a joué dans plusieurs films connus, tels que "Entrapment" (2001), "Constantine" (2005), "The Constant Gardener" (2005) et "La Dame de fer" (2008). Pour son rôle dans ce dernier film, elle gagne l'Oscar de la meilleure actrice.
En 2019, Rachel Weisz est présente dans le film "The Favourite", où elle interprète la reine Anne. Ce film lui vaut une nomination aux Oscars pour la meilleure actrice dans un second rôle et remporte l'Oscar de la meilleure actrice pour Olivia Colman, sa partenaire de scène dans ce film.
Rachel Weisz est connue pour son travail avec des réalisateurs tels que James Bond et Ang Lee. Elle est mariée à l'acteur Daniel Craig depuis 2011 et ils ont deux enfants ensemble.