Рейчел МакАдамс родилась 17 ноября 1978 года в канадском Лондоне в семье медсестры и водителя грузовика. Актриса — старшая из троих детей, у нее есть брат и сестра. В детстве МакАдамс занималась фигурным катанием, но спортивной карьере предпочла актерскую.
В 2002 году канадка получила роль в голливудском фильме «Цыпочка». Это стало прорывом в ее карьере — картина имела большой успех. Однако всемирную известность МакАдамс принес фильм «Дрянные девчонки».
Позднее она получила главную роль в фильме с Райном Гослингом «Дневник памяти», а также сыграла в картинах «Бойфренд из будущего», «Полночь в Париже», «Шерлок Холмс», «Клятва», «Доктор Стрэндж», «Ночные игры» и во многих других.
В 2016 году МакАдамс начала встречаться с американским сценаристом Джейми Линденом. Пара не состоит в официальном браке, у них есть сын и дочь.