Nasceu nos EUA em 1962. É filha de Arthur Miller, o célebre dramaturgo de A Morte do Caixeiro Viajante e As Bruxas de Salem, entre outras peças memoráveis. Começou a carreira artística como atriz e só mais tarde passou a dirigir. Seu primeiro filme foi Angela, de 1995, que lhe rendeu alguns prêmios em Sundance.
O segundo longa, O Tempo de Cada Um (2002), recebeu o Prêmio Especial do Júri no mesmo festival. Rebecca é casada com o ator Daniel Day-Lewis.
