Rebecca Hall fait ses débuts à l’écran avec "Starter for 10" (2006), un film qui lance rapidement sa carrière et lui permet d’enchaîner avec des rôles dans "Le Prestige" (2006), "Vicky Cristina Barcelona" (2008), "Frost/Nixon, l’heure de vérité" (2008), "Le Portrait de Dorian Gray" (2009) et "The Town" (2010). Solidement installée dans le paysage cinématographique, Hall tient ensuite le rôle principal du drame surnaturel "The Awakening" (2011), avant de donner la réplique à Alan Rickman dans "Une promesse" (2013). Sa performance dans le drame psychologique indépendant "Christine" (2016) est largement saluée par la critique. Elle passe ensuite à la réalisation avec "Passing" (2021), dont elle signe aussi le scénario, avec Tessa Thompson et Ruth Negga. Dans le Monsterverse, elle incarne Ilene Andrews dans "Godzilla vs. Kong" (2021) et "Godzilla x Kong : Le Nouvel Empire" (2024). Elle apparaît également dans plusieurs téléfilms et séries, parmi lesquels "Einstein and Eddington" (2008), "Red Riding : 1974" (2009), "Tales from the Loop" (2020) et "The Listeners" (2024). Elle tient enfin l’un des rôles principaux de la série de science-fiction FX "The Beauty" (2026), créée par Ryan Murphy. Hall est aussi une actrice de théâtre reconnue, présente sur scène depuis le début des années 2000.