Kate Bosworth, 2 Ocak 1983'te Los Angeles, California'da doğdu. Babası bir avukat, annesi ise bir tiyatro yönetmeni olan Bosworth, çalışkan bir ailenin çocuğu olarak büyüdü. Genç yaşta oyunculuk hayalini kuran Bosworth, 1998 yılında "The Horse Whisperer" adlı filmde ilk rolünü aldı. Bu filmde, annesi ve babasının ayrılık sürecinde yaşadığı travmalardan etkilenen bir kız karakterini canlandırdı.

Bosworth, kariyerinin ilk yıllarında çeşitli filmlerde küçük roller üstlendi. 2002'de "Blue Crush" filmindeki Anne Marie Chadwick rolüyle dikkatleri üzerine çekti. Bu film, ona geniş bir izleyici kitlesi kazandı.