Em 1995, fez seu primeiro trabalho no cinema: "Chain Reaction", depois fazendo também "Stealing Beauty", filme de Bernardo Bertolucci. Depois, fez outros filmes: "Swept from the Sea", "The Land Girls", e com o filme de Michael Winterbottom," I Want You". Desde então entrou em numerosos filmes como "The Mummy" em 1999, "Enemy at the Gates" em 2001, "About a Boy" em 2002, "Runaway Jury" em 2003 e "Constantine" em 2005.
No ano de 2005, ela atuou no filme "O Jardineiro Fiel", uma adaptação do thriller de John le Carré homônimo cuja ação se passa no Kenya. Devido a sua atuação neste filme, Rachel ganhou o Óscar em 2006 para Melhor Atriz num papel secundário, o Golden Globe para melhor atriz coadjuvante e o Screen Actors Guild para desempenho extraordinário de uma atriz num papel secundário. No seu país, Rachel foi nomeada para Atriz Principal nos BAFTA e com um London Critics Circle Film Award e um British Independent Film Award.
Em 2006, Rachel Weisz atua no filme "The Fountain", escrito por Darren Aronofsky. No mesmo ano, ela dublou a dragão Saphira, da saga Eragon, que estreou no cinema em dezembro.
já foi garota-propaganda da marca de sabonetes Lux, da companhia aérea British Airways e da famosa marca de cosméticos L'Oreal Paris.
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