Nascida em Chicago em 1940, Jo Raquel Tejada mudou com a família cedo para San Diego, na Califórnia. Seu pai era engenheiro aeronáutico e morava na Bolívia até pouco antes do nascimento da futura atriz. Ela era prima de Lidia Gueiler Tejada, uma líder da esquerda boliviana e primeira mulher na história a ocupar a presidência de seu país, entre 1979 e 1980.

Na infância, Rachel Welch teve aulas de balé e atuação dramática. Sua beleza começou a despontar na adolescência, quando venceu concursos do gênero e logo passou a trabalhar como modelo, desempenhando também o papel de "garota do tempo" em um noticiário de TV.

A estreia no cinema aconteceu como figurante nos filmes "Uma Certa Casa Suspeita" e "Carrossel de Emoções", ambos de 1964. Ela ainda fez alguns trabalhos na TV antes de assinar contrato com a 20th Century Fox, estúdio que se encarregou de fazer dela uma atriz famosa.

Em 1966, atingiu o estrelato com "Viagem Fantástica", de Richard Fleischer; e "Mil Séculos Antes de Cristo", de Don Chaffey. Os dois filmes consolidaram a artista como símbolo sexual na virada das décadas de 1960/70. Visto como "exótico", seu visual ajudou a redefinir o ideal de beleza nos Estados Unidos, segundo críticos da época, afastando a indústria do olhar único a tipos loiros, como Marilyn Monroe, e popularizando os cabelos mais longos e expansivos.

Em 1971, ela fez "Desejo de Vingança", um dos primeiros longas do controverso subgênero apelidado de "rape-revenge". Nessas histórias, mulheres se vingavam de homens que as estupravam de maneira brutal. O longa, dirigido por Burt Kennedy, também foi um dos primeiros faroestes a ter uma mulher como protagonista, inspirando depois o aparecimento de Sharon Stone em "Rápida e Mortal", de 1995. O diretor Quentin Tarantino igualmente se inspirou nesse movimento ao dirigir "Kill Bill I e II", em 2003 e 2004.

Rachel Welch ainda estrelaria outros exemplares do gênero western, incluindo "100 Rifles", de 1969; e "O Preço de um Covarde", de 1968. A atriz também marcou época com a comédia "O Diabo é meu Sócio", uma adaptação livre de "Fausto", que depois ganharia nova versão em 2000 com "Endiabrado", com Brendan Fraser e Elizabeth Hurley.

Sua carreira prosseguiu com sucesso ao trabalhar em filmes de gênero, desde comédias como "Um Beatle no Paraíso", aproveitando a fama mundial do conjunto de Liverpool, de 1969; até aventuras do porte de "Os Três Mosqueteiros", de 1973, que, diante da repercussão, teve uma continuação com " Vingança de Milady", de 1974. Em 1975, ela esteve no Brasil, onde se apresentou em um show na boate O Beco, dirigida por Abelardo Figueiredo.

Como uma das atrizes mais requisitadas em Hollywood, Rachel Welch contracenou com nomes de ponta do cinema, como Burt Reynolds, Frank Sinatra, Dean Martin, James Stewart, Oliver Reed, Stephen Boyd, Peter Sellers e o músico Ringo Starr, além de Marcelo Mastroianni, em um película filmada na Itália, em 1966. E também sempre foi ancorada por bons diretores como Edward Dmytryk, Herbert Ross e Richard Lester.

Depois do auge nos anos 1970, a atriz continuaria a marcar presença nas décadas seguintes, ainda que como uma figura coadjuvante e não mais na posição de protagonista. Isso inclui as participações em comédias consagradas como "Corra que a Polícia Vem Aí! 33 1/3", de 1994; e "Legalmente Loira", de 2001.

Já a partir dos anos de 1990, Rachel Welch aproveitou a fama de algumas séries norte-americanas e fez muitas participações especiais, como em Seinfeld, Lois & Clark, Sabrina e CSI Miami. Seus últimos trabalhos foram na comédia "Como se Tornar um Conquistador", e na série "Date My Dad", ambas de 2017.

Em termos de premiações, ela venceu o Globo de Ouro de melhor atriz em comédia ou musical de 1975, por "Os Três Mosqueteiros", e foi indicada novamente em 1988 por seu trabalho no filme de TV "Direito de Morrer", de 1987. Mesmo não chegando a ser indicada para um Oscar, Rachel Welch recebeu a estatueta em 1970, representando a amiga Goldie Hawn, que não pode comparecer à premiação.

A atriz teve quatro casamentos. O primeiro com o publicitário James Welch, entre 1959 e 1964, de quem adotou o sobrenome para o cinema; o segundo com o produtor Patrick Curtis, que ajudou a promover sua carreira, entre 1967 e 1973, e que, por curiosidade, apareceu como um "ator-bebê" no premiado "E o Vento Levou", de 1939.

Depois Rachel Welch casou-se com o produtor André Weinfeld, entre 1980 e 1990; e por fim com Richard Palmer, com quem foi casada entre 1999 e 2004. Ela deixa dois filhos do primeiro matrimônio. Sua filha Tahnee Welch, hoje com 61 anos, também se tornou modelo e atriz. Seu principal filme foi Cocoon, de 1985