Meniti karier dari seorang penari di Istana Bogor, Rahayu Effendi mulai terjun ke jagat sinema pada pertengahan era 1960-an. Film pertama yang tercatat dalam filmografinya adalah Pilihan Hati yang tayang pada 1964.
Artis yang sempat aktif dalam teater pimpinan WS Rendra ini lalu mulai banyak membintangi film di awal era 1970-an. Beberapa di antaranya yang terkenal yakni Bundaku Sayang (1973), Last Tango in Jakarta (1973), Dimadu (1973), Benyamin Brengsek (1973), Ratu Amplop (1974), Pacar Pilihan (1975), dan Badai Pasti Berlalu (1977).
Salah satu filmnya, yakni Pacar Pilihan, membuatnya meraih nominasi sebagai Pemeran Pendukung Wanita Terbaik di Festival Film Indonesia (FFI) 1979. Tak hanya film, perempuan kelahiran Bogor 30 Agustus 1942 ini juga terjun ke dunia sinetron di era 1980-an.