В Мумбаи она начала карьеру модели в рекламах известных брендовых кампаний.
После она снялась впервые в низкобюджетном фильме -телугу "Chitram", а затем снялась в тамильском фильме "Minnale", который стал хитом. Её первый фильм в хинди - кино "Hum Ho Gaye Aap Ke / Ты будешь моей", оказался провальным, и Рима Сен решила продолжать сниматься в тамильских фильмах, в котрых она была более успешной.
На сегодняшний день она успешно снимается в телугу, тамили и хинди фильмах.
11 марта 2012 года Рима Сен вышла замуж за бизнесмена Шива Карана Сингха, 22.02.2013 года у них родился сын.