Rachel McAdams wurde am 17. November 1978 im kanadischen London geboren. Als Tochter eines Lastwagenfahrers und einer Krankenschwester wuchs sie in einfachen Verhältnissen auf. Nach der Schule entschied sie sich für ein Studium der Schauspielkunst in Toronto. Während dieser Zeit hatte sie ihre ersten Auftritte im Fernsehen und war zum Beispiel in „Mission Erde: Sie sind unter uns“ zu sehen.
Es sollte allerdings noch bis ins Jahr 2002 dauern, ehe sie auf der ganz großen Leinwand auftauchte. Dann sicherte sie sich eine kleinere Rolle in der italienisch-kanadischen Produktion „My Name Is Tanino“. Im selben Jahr spielte sie in „Hot Chick – Verrückte Hühner“ ihre erste Hauptrolle und konnte die Kritiker von sich überzeugen. Darauf folgten Filme wie „Die Hochzeits-Crasher“, „The Lucky Ones“ oder „Die Frau des Zeitreisenden“, in denen sie ebenfalls gewichtige Rollen spielte. Eine erste Hochphase ihrer Karriere begann m Jahr 2006, als sie als eine der angesagtesten Schauspielerinnen Hollywoods gehandelt wurde.
Rachel McAdams lehnte nach eigener Aussage unter anderem ihr Mitwirken an den Filmklassikern „Der Teufel trägt Prada“ und „James Bond 007 Casino Royal“ ab. Stattdessen widmete sie sich künstlerisch anspruchsvollen Produktionen wie Woody Allens „Midnight in Paris“. Das Drama „Spotlight“ aus dem Jahr 2015 brachte ihr eine Nominierung für den Oscar als beste Nebendarstellerin ein. Zuletzt war sie außerdem in „Game Night“ und „Doctor Strange in the Multiverse of Madness“ zu sehen.
2016 lernte McAdams den Drehbuchautor Jamie Linden kennen und wenig später machte das Paar die Beziehung öffentlich. Zwei Jahre später wurden die beiden Eltern eines Sohnes. Gemeinsam mit ihrer Familie lebt Rachel McAdams in ihrer Wahlheimat Toronto.