Кэйт Ноэль Холмс родилась 18 декабря 1978 года в городе Толидо штата Огайо. Кэти стала пятым ребенком в семье адвоката и домохозяйки. Девочку воспитывали в католических традициях, она училась в школе для девочек. В 14 лет, оценив свои внешние данные, Холмс записалась в модельную школу. А в 18 лет пришла на кастинг к режиссеру Энгу Ли в фильм "Ледяной ветер". Прочитав монолог из культового романа "Убить пересмешника", девушка получила свою первую роль в кино. Через год красавицу пригласили в популярный телесериал «Баффи - истребительница вампиров» (1997), но Кэти решила достойно окончить школу и отказалась от съемок. Впрочем, уже через год девушка наверстала упущенное и прошла пробы в молодежный телесериал «Бухта Доусона» (1998-2003). Этот популярный телепроект и стал золотым билетом Кэти Холмс в кино - она снималась в нем пять лет. Роль скромной красотки с израненным сердцем Джоуи Поттер сделала Кэти Холмс всемирно известной. Она стала любимицей миллионов подростков. В общем, актерская карьера начиналась многообещающе. Паралелльно со съемками в телесериале Холмс еще успевала работать в полнометражных проектах. В 1999-ом 21-летняя Кэти получила премию канала «MTV» - «Женский прорыв года» - за работу в фильме «Непристойное поведение». Другие картины хоть и не имели оглушительного успеха, по закрепили популярность Холмс («Экстази" (1999), "Убить миссис Тингл" (1999), "Вундеркинды" (2000), "Дар" (2000), "Покинутый" (2002), "Телефонная будка" (2002), "Поющий детектив" (2003), «Праздник Эйприл» (2003), "Первая дочь" (2004)). Кейт чуть было не снялась в фильме «Призрак оперы», но режиссер посчитал ее «старой» для роли.
В 2005-ом году популярность 27-летней Кэти Холмс зашкаливала. Благодаря не киноработам, а ее неожиданному роману с голливудской звездой Томом Крузом. 42-летний Круз шокировал страну, когда в прямом эфире шоу Опры Уинфри заявил, как сильно он любит Кэти. Парочка кричала о своем счастье в каждой телепередаче, на каждой пресс-конференции и во всех выпусках газет. Кэти романтично закатывала глаза и щебетала, как еще девочкой мечтала о легендарном Томе.
В этом же году вышел блокбастер Кристофера Нолана «Бэтмен: Начало» (2005), где Кэти удалось заполучить роль Рейчел Доус. Однако, несмотря на то, что фильм в целом стал успешным кассовым хитом, - это был актерский провал Кэти Холмс. Ее даже не позвали в продолжение комикс-экранизации и заменили на другую актрису - Мэгги Джилленхол. Впрочем, Кэти не показала, что унижена. Роман с Крузом полностью поглотил актрису и затмил ее кинокарьеру. 18 апреля 2006 года у Круза и Холмс родилась дочь Сури. 18 ноября 2006 года пара поженилась. Кэти по примеру своего супруга стала изучать сайентологию (Том Круз - известный в Голливуде сайентолог) и стала членом основанной Роном Хаббардом церкви. Более-менее заметные работы Холмс в период замужества - это сериалы, вышедшие в 2011 году - «Как я встретил вашу маму» и «Клан Кеннеди», где Кэти сыграла Жаклин Кеннеди.
В 2012 году Кэти Холмс неожиданно объявила, что уходит от мужа. Пара также громко и публично разводилась, как и сходилась. «Самый замечательный и добрейший» Том Круз теперь был объявлен Холмс чуть ли не монстром, контролирующим каждый ее шаг, который чуть было не упек дочь в закрытый религиозный пансион. 9 июля звездная пара официально рассталась. И 34-летняя Кэти Холмс замаячила на всех глянцевых передовицах, теперь киномир обсуждает ее романы «после Тома Круза».