Rebecca Ferguson nasceu Rebecca Louisa Ferguson Sundström em Estocolmo, Suécia, e cresceu no distrito de Vasastaden. Seu pai é sueco. Sua mãe, Rosemary Ferguson, é britânica, descendente de escoceses e irlandeses do norte, e se mudou para a Suécia aos 25 anos. Rebecca frequentou uma escola de língua inglesa na Suécia e foi criada bilíngue, falando sueco e inglês. Como estudante, ela frequentou a Escola de Música Adolf Fredrik em Estocolmo e se formou em 1999.
Ela ganhou destaque com seu papel revelador, a garota da classe alta Anna Gripenhielm na novela Nya tider (1999), quando ela tinha 16 anos.
Ela mora na cidade litorânea de Simrishamn, na costa sul da Suécia. Ferguson disse que queria ficar longe da vida da cidade e dos holofotes após seu sucesso na novela. O diretor sueco Richard Hobert, a avistou no mercado da cidade em 2011, o que a levou a estrelar seu filme A One-Way Trip to Antibes (2011).
Ferguson ensinou tango argentino em uma companhia de dança na Suécia por alguns anos.
Em 2013, Rebecca interpretou a Rainha Elizabeth Woodville no drama histórico da BBC The White Queen (2013), pelo qual ela recebeu uma indicação ao Globo de Ouro.
Em 2015, Ferguson interpretou Ilsa Faust, a protagonista feminina em Mission: Impossible - Rogue Nation (2015). Seu co-estrela, Tom Cruise, a escolheu para o filme depois de tê-la visto na minissérie The White Queen (2013). Sua atuação no filme foi muito elogiada e Rebecca vai repetir seu papel no sexto filme Missão: Impossível.
Em 2016, ela estrelou Apesar da neve caindo (2016), Florence Foster Jenkins (2016) e The Girl on the Train (2016).
Seus outros projetos são Dune, Life (2017), The Snowman (2017), The Greatest Showman (2017), The Lady and the Panda e Mission: Impossible - Fallout (2018).
