Η Κέιτ Γουόλς γεννήθηκε στις 13 Οκτωβρίου 1967 στο Σαν Χοσέ της Καλιφόρνια από Ιταλίδα μάνα και Ιρλανδό πατέρα. Έχει ζήσει στο Σαν Χοσε και στην Αριζόνα όπου και φοίτησε στο εκεί πανεπιστημίο. Στη συνέχεια μετακόμισε στο Σικάγο όπου και ασχολήθηκε με την υποκριτική σε διάφορες σχολές υποκριτικής. Στην δεκαετία του '80 έχει υπάρξει επίσης μοντέλο στο Τόκιο.

Γνωστή στο ευρέως κοινό έγινε μέσα από την ιατρική σειρά Grey's anatomy όπου υποδύεται την γιατρό Άντισον Μοντγκόμερι και στο "αδελφάκι" του Private practice.