Rebecka Hemse er en del av Dramaten i Stockholm sitt faste skuespillerensemble. Hun debuterte ved Dramaten i 2005.
Hun har medvirket i produksjoner som Roberto Zucco ved Teater Galeasen, regi Rickard Günther, og Lulu ved Malmö Dramatiska Teater, regi Staffan Valdemar Holm. Innen film og TV har Rebecka blant annet medvirket i Nå er pappa trøtt igjen, regi Marie-Louise Ekman, Detaljer av Kristian Petri, TV-seriene Jordskott og Størst av alt, samt en rekke Beck-filmer.
Ved Dramaten har hun blant annet medvirket i Hamlet, regi Staffan Valdemar Holm, Den gjerrige, regi Gösta Ekman, Woyzeck, Peer Gynt og tittelrollen i Elektra, regi Michael Thalheimer, De urolige, regi Pernilla August, og En sporvogn til begjær, regi Stefan Larsson. Hun regidebuterte i 2019 med Jean Cocteaus Evakuering: De forferdelige foreldrene, som ble spilt i en evakueringsleilighet på Hötorget under Dramatens rehabilitering. I 2022 regisserte hun Sara Stridsbergs stykke Såret engel.
Rebecka Hemse ble tildelt O’Neill-stipendet i 2022.