Ребекка Луиза Фергюсон Сундстрём родилась 19 октября 1983 года в Васастане, Стокгольм, Швеция. Её мать Розмари Фергюсон — англичанка, переехавшая в Швецию в возрасте 25 лет; отец — швед. У Ребекки трое братьев и сестёр. В 1999 году она окончила музыкальную школу Адольфа Фредрика.
С 13 лет Ребекка работает моделью в журналах, а также снимается в рекламе. После успеха её сериала и рождения сына Ребекка вместе с бойфрендом переехала в Симрисхамн на южном побережье Швеции. Там она запустила студию аргентинского танца и работала в нескольких короткометражных фильмах.
Фергюсон сыграла главную роль Анны Грипенхельм в сериале «Новые времена» и позже сыграла Крисси в шведско-американском сериале «Океанский проспект».
Шведский режиссёр Ричард Хоберт заметил её на городском рынке в 2011 году и предложил Ребекке главную роль в своём фильме «До Антиба в один конец». Затем Фергюсон снялась в фильме ужасов «Дух утопленника» и в фильме «Мы» с Густафом Скарсгардом.
В августе 2012 года было объявлено, что Ребекка прошла кастинг и была выбрана на роль Елизаветы Вудвилл в 10-серийной исторической драме канала Би-би-си «Белая королева», основанной на серии романов Филиппы Грегори «Война кузенов», рассказывающая историю женщин времён Войны Роз. Роль в «Белой королеве» была положительно принята критиками, принесла Фергюсон известность и номинацию на премию «Золотой глобус».
В 2015 году Фергюсон сыграла одну из главных ролей в американском фильме «Миссия невыполнима: Племя изгоев».
В 2017 году Фергюсон исполнила главную женскую роль в фантастическом фильме Даниэля Эспиносы «Живое», снялась в триллере Томаса Альфредсона «Снеговик» вместе с Майклом Фассбендером, а также исполнила роль шведской оперной певицы Енни Линд в фильме «Величайший шоумен», вместе с Хью Джекманом и Мишель Уильямс. В 2019 году Фергюсон сыграла несколько главных ролей в кино, включая главную роль в фильме «Доктор Сон», экранизации одноимённого романа Стивена Кинга. В 2021 году исполнила роль леди Джессики в экранизации «Дюны» Дени Вильнёва.
У Фергюсон есть двое детей — сын Исак (род. 2007) от бывшего бойфренда Людвига Халлберга (встречались в 2005—2015 годах) и дочь Сага (род. 2018) от мужа Рори (поженились в январе 2019 года).
