Rachel Nichols wuchs in Augusta auf, wo sie die Cony High School besuchte. Nach dem Abschluss begann sie als Model zu arbeiten und belegte Schauspielkurse an der Columbia University.[1] 2002 begann sie ihre Schauspielkarriere.
Zuerst trat Nichols in verschiedenen Fernsehserien in kleineren Rollen auf. Ihre erste Rolle war die einer Orgien liebenden Kellnerin in einer Folge von Sex and the City im Jahr 2002. Im gleichen Jahr bekam sie ihre erste Rolle in einem Kinofilm. Sie spielte die Rolle der Jessica in Dumm und dümmerer und schloss ihr Studium erfolgreich ab. Danach erhielt sie Rollen in der Serie Line of Fire und den HorrorfilmenAmityville Horror – Eine wahre Geschichte und The Woods. Nach einem Auftritt in der wenig erfolgreichen Fox-Serie The Inside im Jahre 2004 trat sie von Herbst 2005 bis zum Ende der Serie in Alias – Die Agentin auf. Von 2010 bis 2011 stellte sie die Ashley Seaver in der KrimiserieCriminal Minds dar. 2012 übernahm sie neben Zoë Bell die Hauptrolle in Josh C. Wallers Action-Horrorfilm Raze.
Von Mai 2012 bis Oktober 2015 spielte sie als Kiera Cameron die weibliche Hauptrolle in der Science-Fiction-Serie Continuum. Weitere Film- und Fernsehrollen folgten. Ihr Schaffen umfasst mehr als 40 Produktionen.