La sección femenina del club se instauró en el año 2000 y participó por primera vez de la Primera División en la Superliga 2003-04. También existen las filiales del primer equipo, el Rayo Vallecano femenino B y Rayo Vallecano femenino C.
Uniforme
Uniforme titular: Camiseta blanca con una franja roja en diagonal, pantalón blanco y medias blancas.
Uniforme alternativo: Camiseta roja con una franja negra en diagonal, pantalón rojo y medias rojas.
Tercer uniforme: Camiseta negra con una franja azul en diagonal, pantalón negro y medias negras.
Estadio
El equipo femenino juega sus partidos en el Campo 4 de la Ciudad Deportiva del Rayo Vallecano en el Ensanche de Vallecas en Madrid, con capacidad para 500 espectadores y terreno de juego de césped artificial. También disputa algunos encuentros en el campo anexo de hierba natural.
Las jugadoras con dorsales superiores al 22 son, a todos los efectos, jugadoras del Rayo Vallecano Femenino B y como tales, podrán compaginar partidos con el primer y segundo equipo. Como exigen las normas de la LFP, los jugadores de la primera plantilla deberán llevar los dorsales del 1 al 22. Del 23 en adelante serán jugadores del equipo filial.