Noomi passe son enfance à Järna en Suède avant que sa famille ne déménage en Islande. À l'âge de sept ans, Noomi obtient un rôle muet dans le film Í skugga hrafnsins de Hrafn Gunnlaugsson. C'est suite à cette première expérience au cinéma qu'elle décide de devenir actrice. Noomi fait ses débuts à la télévision suédoise en 1996 dans le rôle de Lucinda Gonzales dans une série télévisée intitulée Tre kronor. Noomi Rapace a étudié au Skara Skolscen en 1998-1999. Elle a par la suite été engagée comme comédienne lors de pièces jouées au théâtre Plaza en 2000-2001, au Orionteatern en 2001, au Teater Galeasen, au Stockholms stadsteater en 2002-2003 ainsi qu'au Théâtre dramatique royal. Noomi Rapace était mariée à l'acteur suédois Ola Rapace.
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“ Adaptation froide et enfiévrée, parfaitement mise en scène, du roman de Stieg Larsson, d'où émerge une ahurissante Noomi Rapace. ”— tomsias23 mars 2013
“ Le réalisateur du génial Millénium se prend les pieds dans le tapis pour son premier film américain. Reste la classe de Noomi Rapace. ”— RegisX 8 mars 2014
“ Farrell et Rapace forment un joli couple d'écorchés déplacés dans un bel écrin mais aussi dans un scénario assez plat à la fin expédiée. ”— Martini0829 mars 2014
“ Prometheus est visuellement abouti mais reste très confus dans son scénario et dans son propos. Rapace et Fassbender "survolent" le casting ”— Gattaca22 juin 2012