Née à Copenhague, Rie Rasmussen grandit au sein d'une famille de neuf enfants, qu'elle quitte à l'âge de 15 ans pour aller à New York et où elle devient rapidement la figure emblématique des marques Victoria Secret et Gucci.

Parallèlement au mannequinat, elle entame une carrière cinématographique et fait sa première apparition sur grand écran en 2002 dans Femme fatale de Brian De Palma avant de passer derrière la caméra avec le court métrage Thinning the Herd, présenté au Festival de Cannes 2004, et produit par EuropaCorp, la société de Luc Besson. Le cinéaste-producteur découvre d'ailleurs en elle une nouvelle égérie, puisqu'il en fait la vedette féminine d'Angel-A aux côtés de Jamel Debbouze, avant de produire l'année suivante son premier long métrage, Human Zoo, où elle tient également le rôle-titre.