Sementara karier Rima Melati dikenal saat ia menjadi personel grup penyanyi wanita Baby Dolls pada tahun 1960-an.
Pekerjaan menjadi aktris ia mulai ketika memerankan peran utama dalam film Kasih Tak Sampai pada tahun 1961.
Namanya menjadi naik daun dan membintangi 10 film hanya dalam waktu 2 tahun, di antaranya ada Djantung Hati (1961), Violetta (1962), dan Kartika Ayu (1963).
Rima Melati sempat vakum dari dunia hiburan Tanah Air karena dikabarkan menikah. Kembalinya ke panggung layar kaca, almarhumah membintangi lebih dari 70 film selama 10 tahun.
Tiga film di antaranya ialah Karya Wadjah Seorang Laki-Laki (1971), Lewat Tengah Malam (1971) dan film kolaborasi Indonesia-Belanda Max Havelaar (1975).
Beberapa penghargaan juga pernah diraih oleh Rima Melati, di antaranya:
- Kategori Aktris Terbaik dalam Penghargaan Aktor-Aktris Terbaik PWI (1971)
- Kategori Pemeran Utama Wanita Terbaik dalam Penghargaan Festival Film Indonesia (1973)
- Kategori Best Supporting Actress dalam Penghargaan Asia-Pacific Film Festival (2005)