Questa sventola dalla sensuale ed eterea bellezza è meglio conosciuta per il ruolo della studentessa, sotto copertura, nel telefilm poliziesco The Inside nonché per quello dell'agente CIA esperta di informatica, Rachel Gibson, nello spy-serial Alias. Rachel Nichols trascorre l'infanzia lungo le sponde del fiume Kennebec, ad Augusta, capitale del Maine. Frequenta la Cony High School e, durante il secondo anno di liceo, segue un corso di approfondimento in Francia. Conseguita la maturità, la ragazza si iscrive presso la Columbia University di New York con l'intento di diventare una psicologa. Poco dopo, cambia indirizzo laureandosi in matematica ed economia.
Inizia la sua carriera come modella per Guess, Abercrombie & Fitch e L'Oreal. Nel frattempo, prende lezioni di recitazione. Alle soglie del nuovo millennio, Rachel ottiene il primo ingaggio in veste di attrice: un piccolo cameo come indossatrice nel romance struggente Autumn in New York. Successivamente si cimenta nella dolce giornalista del liceo, compagna di Lloyd e Harry in Scemo e più scemo - Iniziò così, varca la soglia della terrificante dimora di Amityville Horror ed è l'allieva di un sinistro collegio femminile in The Woods.
Il 2007 la sorprende ad aiutare un reporter sportivo quale Josh Hartnett in Resurrecting the Champ, a sfuggire dalle grinfie di uno psicopatico Wes Bentley, intrappolata nel garage di -2 - Livello del terrore, nonché ad interpretare una delle assistenti di Tom Hanks ne La Guerra Di Charlie Wilson. Nel 2008, la Nichols si unisce al gruppo di America Ferrera nella female-comedy The Sisterhood of the Traveling Pants 2, sequel di 4 amiche e un paio di jeans. Scopre, inoltre, un orribile segreto in For Sale by Owner e si unisce all'universo fantascientifico di Star Trek. Grazie ad incredibili doti di controspionaggio, Rachel entra, infine, nella squadra speciale anti-terrorismo "Global Integrated Joint Operating Entity" nome in codice "G.I. Joe" nell' live action, G.I. Joe: La nascita dei Cobra, ispirato ai celebri giocattoli della Hasbro. Nella pellicola diretta da Stephen Sommers, la diva in ascesa si infila la sexy tutina nera di Scarlett/Shana O'Hara. Dopo Conan the Barbarian (2009) la troviamo nel thriller Alex Cross (2012).
La stellina che nel tempo libero adora guardare la box ha praticato, nel corso dell'adolescenza, il trekking, il windsurf e la vela. Questa seducente rossa naturale è fidanzata con il produttore Scott Stuber.