Рэйчел родилась в городе Спрингдел в штате Пенсильвания. Она с детства прославилась не только как любительница природы, особенно морей и океанов, но и как начинающая писательница. Уже в 10 лет у нее имелись первые опубликованные рассказы.
Свою карьеру Рэйчел Карсон начала в 1935 году в американской Службе рыбных ресурсов и дикой природы, получив в июне 1932 года степень магистра зоологии. Она хотела продолжать свое обучение и получить докторскую степень, однако была вынуждена искать работу, чтобы финансово помогать своей семье. Сначала она готовила сценарии для радиопрограмм на научную тематику, а затем стала младшим гидробиологом. Параллельно Карсон писала научные публикации для местных газет и журналов.
В 1941 году вышла ее первая книга «Под морским ветром», но она осталась практически незамеченной. Однако уже из этой и следующей книги «Море вокруг нас» (1951) стало ясно, что Карсон обладает и научным, и писательским даром. В своих книгах она умело объединяла точные научные данные с проникновенным художественным описанием. В 1952 году Карсон оставила правительственную службу и посвятила себя творчеству.
Всемирную известность Карсон обрела с выходом книги «Безмолвная весна» в 1962 году. Она решила написать ее после того, как друзья показали ей умирающих дроздов, пораженных инсектицидом ДДТ, применяемым против комаров, саранчи и вредителей соевых бобов, арахиса, хлопка. Впервые она столкнулась с этим революционно новым инсектицидом еще в 1945 году, когда он только проходил испытания на безопасность, но открыто высказаться о нем решила только в 1962 году. Она призвала ученых, работающих в сфере сельского хозяйства, и членов правительства отказаться от применения пестицидов, так как они губительно влияли не только на животных, в особенности птиц, но и на человека. В своей книге Рэйчел представила основательные факты недостаточного изучения компаниями новых химических веществ, указала на многочисленные нарушения законодательной базы и др.
Могущественные химические корпорации не оставили такие утверждения без внимания, на Карсон стали сыпаться угрозы и обвинения в том, что она не обладает компетенцией писать подобные книги. Ее называли слишком эмоциональной и даже истеричной, корпорации угрожали ей судебными исками, ее обвиняли в сговоре с «темными партиями» в намерении нанести вред американскому сельскому хозяйству. В наше время всем очевиден вред пестицидов на здоровье человека, однако в то время подобные заявления вызвали бурную реакцию. Самые яростные критики Карсон обвинили ее в сговоре с коммунистами (в разгар Холодной войны это было серьезным оскорблением), а книга «Безмолвная весна» была названа антиамериканской.
Тем не менее Рэйчел Карсон, кроткая женщина и талантливый ученый, многим буквально открыла глаза на проблему использования пестицидов. Ее труд вызвал широкий резонанс, во всем мире резко возросло количество защитников природы. Но увидеть результат своей научной работы Карсон не удалось. Она умерла после долгих лет борьбы с раком в 1964 году, а в 1972 году использование ДДТ в США все же запретили, хоть и с некоторыми исключениями.