Elle fait des études en sciences dans un établissement de la Virginie de l'Ouest. En , elle épouse Norman Payes, un chercheur scientifique. Entre 1945 et 1957, elle travaille d'abord comme technicienne dans un hôpital, puis comme chercheuse en biologie pour le compte d’un laboratoire pharmaceutique. Dans les années 1960, elle se consacre entièrement à l’écriture.
Elle amorce sa carrière littéraire en 1951 par la publication de The Hidden Valley of Oz, un des volumes de la série du pays d’Oz, fondée sur le roman Le Magicien d’Oz (1900) de L. Frank Baum. Entre 1960 et 1968, elle donne sept romans policiers qui appartiennent au genre du Si J'Avais Su (Had I but known(en)), où une jeune héroïne se trouve mêlée à de sombres affaires criminelles. Dans les années 1970, Rachel C. Payes se spécialise dans le roman gothique.
En 1963 paraît Bridge to Yesterday, un roman de science-fiction signé E.L. Arch, un pseudonyme qu'elle utilise dès lors pour d'autres romans de ce genre, ainsi que de nombreuses nouvelles.
Sous le pseudonyme du nom-maison Joanne Kaye, elle rédige demi-douzaine de romans d'amour.
Sous son nom de jeune fille, Rachel Cosgrove, elle a également publié des romans psychologiques et quelques romances, dont la saga en cinq volumes des Seven Sisters.
Publié en français sous le titre Bon voyage, Tubby, Paris, Librairie des Champs-Élysées, Le Masque no 906, 1966 ; réédition, Paris, Librairie des Champs-Élysées, Le Club des Masques no 371, 1979
Mystery of Echo Cavern (1966)
Peace Corps Nurse (1967)
O Charitable Death (1968)
The Silent Place (1969)
Publié en français sous le titre La Crique du silence, Paris, Éditions mondiales, coll. Modes de Paris no 103, 1978