Η οικογένειά της είχε σχέση με το θέατρο, γι'αυτό η μικρή Κέιτ ήρθε από νωρίς σε επαφή με το χώρο του θεάματος, παίζοντας σε διαφημίσεις. Το μεγάλο υποκριτικό της ταλέντο όμως, εκθειάστηκε από κοινό και κριτικούς στο ντεμπούτο της στο σινεμά, με την ταινία Ουράνια Πλάσματα του Πίτερ Τζάκσον. Ακολούθησαν πολλές σπουδαίες ερμηνείες σε ταινίες όπως Λογική και Ευαισθησία (1996) με τον Χιού Γκραντ και την Έμμα Τόμσον. Η ταινία όμως που την έβαλε για τα καλά στο χάρτη του Χόλυγουντ ήταν ο Τιτανικός (1997) του Τζέιμς Κάμερον. Η ταινία είναι μία από τις μεγαλύτερες εμπορικές επιτυχίες στην ιστορία του σινεμά και κέρδισε 11 Όσκαρ. Η ίδια η Κέιτ ήταν υποψήφια για Όσκαρ Α' γυναικείου ρόλου.

Οι επόμενες επιλογές της ήταν εξίσου επιτυχημένες, αφού συμμετείχε σε εμπορικές και καλλιτεχνικές επιτυχίες, όπως Iris, Quills, η πένα της αμαρτίας, Ψάχνοντας τη Χώρα του Ποτέ και The Holiday. Κατέχει το σπουδαίο ρεκόρ της νεότερης ηθοποιού με τις περισσότερες υποψηφιότητες για Όσκαρ, έξι στό σύνολο (Λόγική και Ευαισθησία το 1995, Τιτανικός το 1998, Άιρις το 2000, Η αιώνια λιακάδα ενός φωτεινού μυαλού το 2005, Little children το 2007 και Σφραγισμένα χείλη το 2009). Έχει κερδίσει πολυάριθμα βραβεία όπως το Βραβείο του Σωματείου Ηθοποιών (SAG) καθώς και το Βραβείο της Βρετανικής Ακαδημίας Κινηματογράφου (BAFTA). Το 2009 βραβεύτηκε με δύο Χρυσές Σφαίρες για τις ερμηνείες της στις ταινίες Ο Δρόμος της Επανάστασης και Σφραγισμένα Χείλη και μετέπειτα και με το Όσκαρ Α' Γυναικείου Ρόλου με την έκτη της προσπάθεια για την ταινία Σφραγισμένα Χείλη.

Το 1998 παντρεύτηκε το σκηνοθέτη Τζιμ Θρίπλετον με τον οποίο απέκτησε το 2000 μία κόρη, τη Μία Χάνεϊ. Το 2001 το ζευγάρι πήρε διαζύγιο και δύο χρόνια αργότερα, η Κέιτ παντρεύτηκε τον βραβευμένο με Όσκαρ σκηνοθέτη Σαμ Μέντες. Λίγους μήνες μετά το γάμο τους, η Κέιτ γέννησε ένα γιο, τον Τζο Άλφι.