Après avoir suivi des cours d'art dramatique durant plusieurs années en Nouvelle-Zelande, Kerry Fox débute sa carrière d'actrice en 1990 avec un premier succès critique grâce à son rôle dans Un Ange à ma table de Jane Campion. Son interprétation de l'écrivaine Janet Frame lui vaut d'ailleurs de recevoir le New Zealand Film Award de la meilleure actrice. Deux ans plus tard, elle joue aux côtés de Sam Neill et Jon Voight dans Le Naufrage du Rainbow Warrior de Michael Tuchner.

Kerry Fox fait de nouveau parler d'elle au cinéma en 1995, grâce à la comédie noire de Danny Boyle, Petits meurtres entre amis, dans laquelle elle partage la vedette avec Ewan McGregor et Christopher Eccleston. La même année, elle joue une seconde fois aux côtés de Sam Neill dans Country Life de Michael Blakemore dans lequel elle interprète une éleveuse de moutons.

Kerry Fox multiplie par la suite les seconds rôles dans des petits films indépendants comme Le Jardin suspendu (1998) ou Welcome to Sarajevo (1998) avant d'obtenir le premier rôle de la comédie romantique Fanny et Elvis en 1999. L'année suivante elle rejoint Jude Law, Elina Löwensohn et Jack Davenport pour La Sagesse des crocodiles, un film qui obtient le Prix du Jury au Festival de Gérardmer ainsi que le Grand Prix du Festival du film fantastique de Bruxelles. En 2001, elle tient l'un des rôles principaux du film aux scènes de sexe non-simulées, Intimité réalisé par Patrice Chéreau.

Durant les années qui suivent, Kerry Fox joue principalement dans des téléfilms tels que The Murder Room (TV) (2004), Cold Blood (TV) (2005) ou Nostradamus (TV) (2006) avant de finalement retourner au cinéma grâce à la réalisatrice de ses débuts, Jane Campion, avec le film présenté au Festival de Cannes 2009, Bright Star (Jane Campion qu'elle retrouve presque 20 après Un Ange à ma table). En 2010, elle tient l'un des rôles principaux du film La Révélation (Storm) de Hans-Christian Schmid.