Den 46-årige, som träffade Scottish Championship Club styrelse på fredag morgon, efterträder Ian Murray, som avgick på lördag.
Rae lämnade Genk på sommaren, efter att ha varit biträdande chef för Alex McLeish på den belgiska toppflygklubben.
Det kommer att bli hans andra stint som chef i sin egen rätt, efter att ha haft en två-års stavning på Dundee från 2006.
Pressföreningen har rapporterat att Buddies ordförande Stewart Gilmour ursprungligen ville ge Rae ett korttidskontrakt fram till slutet av säsongen.
Men ett uttalande på klubbens officiella hemsida sade: "Den nya chefen har undertecknat ett avtal som kommer att se honom ta ledningen till åtminstone sommaren 2017."
Raes trollformel på Dundee var också i Skottlands andra nivå och han tar över i Paisley med Buddies sitter tredje botten före lördagens besök på nedre sidan Alloa Athletic.
Murrays sex månaders regeringstid slutade efter ett nederlag av Dumbarton, klubben han lämnade i sommar för att ersätta Gary Teale, som avskedades efter St Mirrens nedflyttning från toppen flygning.
Rae utsågs till spelare-manager på Dens Park i maj 2006 och de slutade tredje sedan andra i den gamla First Division i hans första två säsonger som ansvarar.
Men efter att redan ha gått i pension från att spela, fick han sparken som chef i oktober 2008 med sin sida sitter åttonde i bordet.
Han gick med i Milton Keynes Dons som första lagtränare under Paul Ince och flyttade sedan till Notts County och Blackpool som biträdande chef till den tidigare England midfielder.
Efter att Ince avskedades i januari 2014 slog Rae ihop sig med McLeish på Genk tills den tidigare chefen för Skottland lämnade den belgiska klubben under sommaren.
Raes spelkarriär började med Falkirk och han var därefter med i Millwalls, Sunderlands, Wolverhampton Wanderers och Rangers böcker innan han gick med i Dundee.
Han återupplivade kort sin spelkarriär som täckmantel för skador medan han var med MK Dons.
Tidigare Rangers och Wolves midfielder Alex Rae har blivit St Mirren chef efter att ha undertecknat ett 18-månaders kontrakt.