Urodziła się w Los Angeles, w stanie Kalifornia. Piękna, niezależna, inteligentna młoda kobieta. Często obsadzana jest w roli typowej amerykańskiej dziewczyny z sąsiedztwa. Urodziła się w Los Angeles, ale gdy miała 6 lat jej rodzice postanowili przeprowadzić się do San Francisco, a trzy lata później zamieszkali w stanie Connecticut. Kiedy Kate miała 14 lat i wraz z rodziną mieszkała w Cohasset w stanie Massachusetts, postanowiła rozpocząć karierę aktorską. Wzięła udział w castingu do filmu Roberta Redforda „Zaklinacz koni” (1998). Udało jej się zdobyć rolę przyjaciółki bohaterki granej przez Scarlet Johansson. Judith, postać w którą wcieliła się Bosworth, ginie wraz z koniem, na którym jedzie pod kołami ciężarówki. Kolejne dwa lata Kate poświęciła nauce. Skończyła szkołę średnią i została przyjęta na Uniwersytet Princetown, ale zrezygnowała ze studiów na rzecz kariery aktorskiej. W 2000 roku powróciła na plan filmowy, występując w roli dziewczyny z małego miasteczka, która pracuje na stacji benzynowej obok elitarnej szkoły w serialu „Amerykańskie nastolatki”. Jako Bella Banks spodobała się zarówno widzom, jak i krytykom. W tym samym roku zagrała w dramacie „Tytani” Boaza Yakina, opowieści o czarnoskórym trenerze (Denzel Washington), który na początku lat 70. poprowadził do zwycięstwa drużynę piłkarską, pokonując bariery rasowe. Niezależny film „The Newcomers” (2000) Jamesa Allena Bradley’a, opowiada historię rodziny, która przeprowadza się z dużego miasta do małego miasteczka, chcąc zmienić swoje dotychczasowe życia. W 2002 roku Bosworth zagrała główną rolę w filmie o miłośnikach pływania na desce surfingowej pt. „Blue Crush” Johna Stockwella. Choć nie był to obraz najwyższych lotów, przyciągnął do kin niemałą publiczność, a Kate otrzymała laur Young Hollywood Award w kategorii Aktorka Nowej Generacji oraz nominację do filmowej nagrody MTV. Przygotowując się do roli Anne Marie, Bosworth przez dwa miesiące po kilka godzin uczyła się pływania na desce. W tym samym roku wystąpiła także w adaptacji kiczowatej powieści Bretta Eastona Ellisa „Żyć szybko, umierać młodo”. Film wyreżyserowany przez Rogera Avary opowiada o ciemnej stronie studenckiego życia. W kryminale „Wonderland” (2003) Jamesa Coxa, Kate zagrała nastoletnią kochankę legendarnego aktora filmów dla dorosłych, Johna Holmesa (Val Kilmer). Aktorka była Rosalee Futch, dziewczyną z małego miasteczka, która wygrała randkę z bogatym i niezwykle pożądanym hollywoodzkim prawnikiem Tadem Hamiltonem (Josh Duhamel), w komedii romantycznej „Wygraj randkę” (2004) Roberta Luketica. W „Beyond the Sea” (2004) Kevina Spacey, filmowej biografii piosenkarza Bobby’ego Darina (Spacey) wcieliła się w żonę muzyka, Sandrę Dee. Zagrała Lois Lane w nowych przygodach Supermana w reżyserii Bryana Singera. Bosworth wystąpiła w teledysku do piosenki „If I Could Fall in Love” Lenny’ego Kravitza. Kate świetnie jeździ konno. Już jako nastolatka brała udział w konkursach hippicznych zdobywając liczne nagrody. Pracuje jako wolontariusz w organizacji prowadzącej zajęcia hipoterapeutyczne dla niepełnosprawnych dzieci. W wolnym czasie gra także w piłkę nożną i hokeja oraz bawi się ze swoimi kotami. Choć w filmach najczęściej jest blondynką, jej naturalny kolor włosów to brązowy. Aktorka ma jedno oko piwne a drugie niebieskie.