Родилась Кейт Бэйли Бекинсейл в Лондоне 26 июля 1973 года в семье телевизионного актера Ричарда Бекинсейла (умер в 1979 году) и театральной актрисы Джуди Ло.
Кейт росла творческой личностью, уже в школьном возрасте, занимая призовые места, на конкурсах пишущей молодежи. Окончив школу в Лондоне, начинает свою актерскую карьеру, и уже в 1991 году получает свою первую роль в телефильме «Один против ветра» (1991). Поиски новых ролей актриса совмещает с изучением русской и французской литературы в колледже при Оксфордском университете. Несмотря на то, что ученую степень по этим направлениям ей так и не удается получить, знание этих языков значительно расширило спектр ее ролей.
Во время учебы на первом курсе в Оксфорде, Бекинсейл играет роль в картине «Много шума из ничего» (1993) Кеннета Брэны, после чего актриса уезжает в Париж, где и проводит свой последний год обучения. Вернувшись из Парижа, Кейт решает бросить учебу и целиком посвятить себя актерскому ремеслу. Следующие свои роли актриса играет в низкобюджетных картинах, таких как «Последние дни диско» (1988) и «Надувательство» (1977).
Роль в первой для себя высоко бюджетной картине Кейт исполняет в фильме «Разрушенный дворец» (1999), который, собрав чуть более 10 миллионов долларов, проваливается в прокате. Мировую известность актрисе приносит роль в картине «Перл-Харбор»(2001). За роль в одном из наиболее успешных фильмов 2001 года Кейт получила всего лишь 200 тысяч долларов. Довольно прохладно отозвались критики о работах актрисы в нескольких высоко бюджетных картинах: «Интуиция» (2001), «Другой мир» (2003) и «Ван Хелсинг» (2004).
В этот период Кейт более успешна как красавица, нежели как актриса, в 2002 году по версии журнала «Hello!» она получает звание самой красивой девушки Англии, в 2003 году шестнадцатое место в рейтинге ста самых горячих девушек планеты по версии журнал Maxim, и наконец, 71 и 78 место в рейтинге «100 самых сексуальных женщин мира» журнала FHM в 2005 и 2006 году соответственно.
В начале 2006 года Кейт исполнила главную роль во второй части достаточно успешного мистического боевика «Другой мир» (2003). Продолжение, вышедшее на экраны под названием «Другой мир 2: Эволюция» (2006) собирает за первый уикенд около 26 миллионов долларов, становясь, таким образом, одним из первых коммерческих прорывов года. В этом же году вместе с Адамом Сэндлером, Бекинсейл работает в фильме «Клик: с пультом по жизни». За ней последовали роли в менее популярных картинах: «Снежные ангелы» (2007), «Вакансия на жертву» (2007), «Крылатые существа» (2008), «Белая мгла» и «Все путем» оба 2009 года.
Напомнить о себе Кейт смогла с помощью очередных продолжений «Другого мира» - «Другой мир: восстание ликанов» (2009) и «Другой мир: пробуждение» (2012), а также снявшись в боевике «Контрабанда» (2012) с Марком Уолбергом и ремейке столь полюбившегося многим зрителям фантастического фильма «Вспомнить все» (2012).
О личной жизни актрисы известно немного. В течение нескольких лет встречалась с актером Майклом Шином. 31 января 1991 года родила от него ребенка - дочку Лили Мо Шин. Расставшись с Шином в начале 2003 года, обручается с режиссером Леном Уайзманом, за которого 9 мая 2004 года выходит замуж в Лос-Анджелесе.
Кейт еще молода, но уже очень талантлива, и, несомненно, будет еще не один год радовать нас своим появлением на экранах.