Sams Managerin und beste Freundin Sidney hat ihr eine Rolle als Privatermittlerin verschafft. Um sich perfekt vorzubereiten, will Sam dem Privatdetektiv Eddie Valetik bei seiner Arbeit über die Schulter schauen – doch der hält nicht viel von dem redseligen TV-Sternchen. Trotz aller Skepsis und Differenzen zeigt Sam, was in ihr steckt. Denn abgesehen von ihrer leicht tollpatschigen Art profitiert sie von ihrer Schauspielerfahrung als Polizistin und kann mit einer sehr guten Menschenkenntnis und Blick fürs Detail zur Aufklärung der Fälle beitragen. Und schließlich muss selbst ihr größter Kritiker Eddie zugeben, dass sich Sam gar nicht mal so schlecht anstellt.

Die Schauspielerin wurde am 25. August 1981 in Los Angeles geboren. Zunächst sah man die Tochter des Drehbuchautoren Danny Bilson auf Theaterbühnen, bevor sie im Jahr 2003 erste TV-Nebenrollen in erfolgreichen Serien wie "Meine wilden Töchter" und "Buffy – Im Bann der Dämonen" übernahm.

Ihr internationaler Durchbruch folgte noch im gleichen Jahr mit ihrer Rolle der Highschool-Schülerin Summer Roberts in der Kultserie "O.C., California". Für ihre schauspielerische Leistung wurde sie zweimal mit dem Teen Choice Award ausgezeichnet.

Nach dem Ende der Erfolgsserie wirkte die attraktive Amerikanerin in der Kino-Komödie "New York, I love you" (2008) und dem Science-Fiction-Thriller "Jumper" (2008) mit. Außerdem übernahm sie von 2010 bis 2014 mehrmals eine Gastrolle in der erfolgreichen Sitcom "How I Met Your Mother". Ab dem Jahr 2011 verkörperte Rachel Bilson in der Drama-Serie "Hart of Dixie" vier Jahre lang die Hauptrolle der Ärztin Dr. Zoe Hart. 2017 war sie in der fünften Staffel der Golden-Globe-nominierten Serie "Nashville" zu sehen.