Née d'une mère actrice de théâtre et d'un père juge et avocat, Kathleen Kennedy commence par travailler à San Diego pour une chaîne de télévision locale puis décide de se rendre à Los Angeles. Dans la cité des anges, elle se fait engager en tant que secrétaire sur 1941 de Steven Spielberg et ce dernier remarque rapidement à quel point la jeune femme a de bonnes idées dans le domaine de la production.

Suite à cette première collaboration réussie, Kathleen Kennedy endosse le poste de productrice associée sur Les Aventuriers de l'arche perdue (1981) et Poltergeist (1982). Puis, elle confonde en 1982 la société Amblin Entertainment avec Spielberg et celui qui devient son mari en 1987, le réalisateur et producteur Frank Marshall. Ensemble, ils produisent plusieurs films du réalisateur d'E.T., mais aussi d'autres métrages de prestigieux metteurs en scène, comme Martin Scorsese, Robert Zemeckis, Barry Levinson et Clint Eastwood. 

En compagnie son mari, Kathleen Kennedy fonde en 1993 The Kennedy/Marshall et est alors productrice ou productrice déléguée sur plusieurs films de Spielberg, allant de Jurassic Park au Bon Gros Géant, en passant par La Liste de Schindler, A.I. intelligence artificielle, Munich, La Guerre des mondes ou encore Cheval de guerre.

Le 30 octobre 2012 marque une autre date importante dans sa brillante carrière lorsqu'elle est nommée présidente de Lucasfilm après le rachat de la société de George Lucas par Disney. De ce fait, Kathleen Kennedy est productrice des cartons au box-office planétaire que sont Star Wars: Episode VII - Le réveil de la Force (2015), Rogue One: A Star Wars story (2016), Star Wars: Episode VIII - Les derniers Jedi (2017) et les films qui vont suivre.