Rachelle est née et a été élevée à Montréal, dans la province canadienne de Québec. Son père est professeur d'anglais et sa mère, psychologue. Elle a trois sœurs et parle anglais et français.
Elle étudie les arts au Collège Dawson, le théâtre durant deux étés au Walnut Hill School, à Natick, au Massachusetts (États-Unis), et commence des études universitaires en éducation et en littérature à l'Université McGill. Travaillant comme serveuse dans un sushi bar à Westmount, un client régulier l'aide à obtenir une audition pour l'émission de télévision Student Bodies. Sans décrocher de rôle, elle est remarquée et décrochera, en 1999, le rôle de Stancey Hanson dans la série Le Loup-garou du campus. Lefèvre termine ses études universitaires à McGill, alternant les sessions de tournage avec les sessions d'études.

En 2002, Lefèvre fait une apparition dans le film Confessions d'un homme dangereux de George Clooney. Elle obtient un rôle dans la comédie romantique Hatley High en 2003. En 2004, Rachelle déménage à West Hollywood, en Californie, et apparaît dans les films Noël, de Chazz Palminteri, et Nous étions libres, de John Duigan. En avril 2004, elle tourne le thriller Le Roi du fleuve à Halifax, en Nouvelle-Écosse.

Après avoir fait des apparitions dans plusieurs séries télévisées, Rachelle joue le rôle de la vampire Victoria dans le film Twilight en 2008, tiré du roman Fascination de Stephenie Meyer. Après avoir lue que l'auteure utilise le mot « féline » pour décrire son personnage, Lefèvre visionne des vidéos d'attaques de lions sur YouTube afin d'adapter ses mouvements en conséquence. Elle a passé des heures à travailler sur le costume de son personnage et affirme qu'elle est « obsédée » par les vampires depuis sa lecture, à l'âge de 14 ans, du livre Dracula de Bram Stoker.

Dommage qu'elle ne fasse pas le 3 !! :(