Римма Васильевна Маркова родилась в семье актера Василия Маркова 3 марта 1925 года в поселке Чурино Самарской губернии. Обучение актерскому мастерству она проходила в Вологде в студии при местном драматическом театре. В 1950-х годах служила в знаменитом театре «Ленком», затем — в Театре-студии киноактера.
В кино Римма Маркова начала сниматься в конце пятидесятых; всесоюзную известность ей принесла роль в военной драме Алексея Салтыкова «Бабье царство» по сценарию Юрия Нагибина. Работа Риммы Васильевны была отмечена призом за исполнение «Лучшей женской роли» на МКФ в Сан-Себастьяне в 1968 году и дипломом и премией Всесоюзного кинофестиваля в 1970-м. Всего в фильмографии Риммы Марковой более 70 ролей, последние из которых пришлись на 2011 год (сериалы «Бабье лето» и «Жизнь и приключения Мишки Япончика»). Наиболее заметной работой Риммы Васильевны в новом российском кино стала партия ведьмы в картине Тимура Бекмамбетова «Ночной дозор»: за эту роль она была номинирована на «Золотого орла» (актриса также появлялась и «Дневном дозоре»). Народная артистка России (с 1994 года).
Скончалась Римма Маркова в Москве 16 января (по другим данным — 15 января) 2015 года.