Rachel era filha de Daniel de Queiroz Lima e Clotilde Franklin de Queiroz, descendente pelo lado materno da família de José de Alencar.
Em 1917, após uma grande seca, muda-se com seus pais para o Rio de Janeiro e logo depois para Belém do Pará. Retornou para Fortaleza dois anos depois.
Em 1925 concluiu o curso normal no Colégio da Imaculada Conceição. Estreou na imprensa no jornal O Ceará, escrevendo crônicas e poemas de caráter modernista sob o pseudônimo de Rita de Queluz. No mesmo ano lançou em forma de folhetim o primeiro romance, História de um Nome.
Aos vinte anos, ficou nacionalmente conhecida ao publicar O Quinze (1930), romance que mostra a luta do povo nordestino contra a seca e a miséria. Demonstrando preocupação com questões sociais e hábil na análise psicológica de seus personagens, tem papel de destaque no desenvolvimento do romance nordestino.
Começa a se interessar em política social em 1928-1929 ao ingressar no que restava do Bloco Operário Camponês em Fortaleza, formando o primeiro núcleo do Partido Comunista. Em 1933 começa a ter dissenções com a direção e se aproxima de Lívio Xavier e de seu grupo em São Paulo, indo morar nesta cidade até 1934. Milita então com Aristides Lobo, Plínio Mello, Mário Pedrosa, Lívio Xavier, se filiando ao sindicato dos professores de ensino livre, controlado naquele tempo pelos trotskistas.
Depois, viaja para o norte em 1934, lá permanecendo até 1939. Já escritora consagrada, muda-se para o Rio de Janeiro. No mesmo ano foi agraciada com o Prêmio Felipe d'Oliveira pelo livro As Três Marias. Escreveu ainda João Miguel (1932), Caminhos de Pedras (1937) e O Galo de Ouro (1950).
Foi presa em 1937, em Fortaleza, acusada de ser comunista e exemplares de seus romances foram queimados. Em 1964 apoiou a ditadura militar que se instalou no Brasil.
Lançou Dôra, Doralina em 1975, e depois Memorial de Maria Moura (1992), saga de uma cangaceira nordestina adaptada para a televisão em 1994 numa minissérie apresentada pela Rede Globo. Exibida entre maio e junho de 1994 no Brasil, foi apresentada em Angola, Bolívia, Canadá, Guatemala, Indonésia, Nicarágua, Panamá, Peru, Porto Rico, Portugal, República Dominicana, Uruguai e Venezuela, sendo lançada em DVD em 2004.
Publicou um volume de memórias em 1998. Transforma a sua "Fazenda Não Me Deixes", propriedade localizada em Quixadá, estado do Ceará, em reserva particular do patrimônio natural. Morreu em 4 de novembro de 2003, vítima de problemas cardíacos, no seu apartamento no Rio de Janeiro, dias antes de completar 93 anos.