Stadens fall är ett uppsving för rebellerna när de kämpar för att erövra den delade staden Aleppo.
Al-Rais tillfångatagande efter flera dagars hårda strider säkrar en viktig försörjningslinje från Turkiet för rebellerna.
Avskilt saknas minst 200 personer efter en IS-attack mot en fabrik i närheten av Damaskus, säger regeringen.
Det sägs att arbetarna togs från en sovsal där de bodde i utkanten av staden Dumeir, omkring 40 kilometer öster om huvudstaden.
Aktivister från det brittiska syriska observatoriet för mänskliga rättigheter säger att 140 arbetstagare lyckades fly.
Inledningsvis var det förvirring om vem som attackerade fabriken, med vissa källor tyder på att bortförandena genomfördes av en rebellgrupp som hette Jaysh Tahrir al-Sham.
En fabriksadministratör sa att ingen hade kunnat kontakta arbetarna sedan överfallet på måndagen.
Området kring Dumeir har sett våldsamma strider mellan regeringsstyrkor och IS-aktivister under de senaste dagarna.
BBC:s Lina Sinjab i Libanon säger att al-Rai är ett avgörande fäste för IS eftersom det sitter på en korsning som förbinder Turkiet med Syrien.
Observationsorganet sade att en allians av "rebelfraktioner och islamister" hade erövrat staden.
Kontroll av al-Rai gör det möjligt för oppositionskämpar att belägra positioner som innehas av IS norr om Aleppo och kapa gruppens försörjningslinjer, en befälhavare för oppositionen al-Mutasim Brigade citerades som talande lokala medier.
Al-Rai kan nu användas av oppositionsgrupper som en startplatta för framtida operationer mot IS i öster och söder, tillade befälhavaren Mohamed Hassan Khalil.
Han sade att de största farorna för oppositionsgrupperna som kämpade mot IS var improviserade minor, förlamade fordon och självmordsbombare.
Tidigare denna vecka sade IS jihadister att de hade startat flera attacker runt nordöstra Damaskus, inklusive Tishrin kraftverk och Dumeir militär flygplats.
En syrisk militär källa berättade för Reuters att det hade förekommit attacker, men alla militanter som deltog i dem hade dödats.
Det kommer nästan två veckor efter Syriens regering och allierade styrkor återtog den gamla staden Palmyra från IS-stridande.
Detta sågs också som en betydande förlust för den militanta gruppen, som hade innehaft staden sedan i maj förra året.
Syriska rebeller säger att de har tagit kontroll över den strategiskt viktiga norra staden al-Rai från den grupp som kallas Islamiska staten (IS).