La aparición de Rachael Taylor en el éxito mundial Transformers, producido por Steven Spielberg para Paramount/DreamWorks, dirigido por Michael Bay, y con Shia LaBeouf, Jon Turturro y Jon Voight en los principales papeles del reparto, atrajo hacia ella la atención internacional.
Después interpretó el papel protagonista en el thriller psicológico Retratos del Más Allá, para 20th Century Fox y New Regency. También en ese año, Taylor dio fin al rodaje del largometraje estadounidense Guerra de Vinos, compartiendo reparto con Alan Rickman, Bill Pullman y Chris Pine. La película se estrenó en la edición de 2008 del Festival de Cine Sundance, en la que Taylor fue homenajeada como uno de los 7 Rostros Nuevos del Cine." El estreno comercial de la película tuvo lugar en los Estados Unidos en septiembre de 2008, con gran éxito de crítica.
Posteriormente, Taylor regresó a Australia para protagonizar, junto a Martin Henderson y Les Chantery, el largometraje Cedar Boys, aplaudido por la crítica. Después volvió a Nueva York para encarnar a un personaje principal de la comedia norteamericana Splinterheads, trasladándose a continuación a Belfast para rodar el thriller psicológico Ghost Machine, al lado de Luke Ford y Sean Faris.
En 2009, Taylor rodó el papel protagonista del episodio piloto de la producción de la cadena estadounidense HBO, Washingtonienne, una nueva serie televisiva cuya productora ejecutiva es Sarah Jessica Parker. Regresó de nuevo al interior de Australia para rodar el largometraje Summer Coda, que fue la primera película que puso el cartel de No Hay Billetes en la edición de 2010 del Festival Internacional de Cine de Melbourne y que fue estrenada comercialmente en octubre de 2010.
También en 2010, Taylor finalizó el rodaje del largometraje australiano Red Dog, en el que daba la réplica a Josh Lucas bajo la batuta de Kriv Stenders. Ese verano rodó La Hora más Oscura en exteriores de Moscú (Rusia); y hacia el final del año, estaba en Melbourne interpretando un papel principal, dando la réplica a Josh Lawson, en la comedia romántica de Working Dog, 25, dirigida por Rob Sitch.
El éxito de Taylor ha continuado en 2011. Es la nueva imagen de la campaña que BONDS Australia está llevando a cabo en todo el país. Anteriormente, en este año, rodó un papel habitual en la serie de ABC-TV Anatomía de Grey, y, poco después, un papel protagonista del episodio piloto de Charlies Angels. La serie se filma en exteriores de Miami durante la segunda mitad de 2011. Entre un proyecto televisivo y otro, Taylor tendrá un papel destacado en el thriller Loft con James Marsden y Wentworth Miller.