Kate Elizabeth Winslet 1975. október 5-én látta meg a napvilágot az angliai Readingben. Igazi színészcsaládból származik, ugyanis édesapja (Roger John Winslet) és két lánytestvére (Anna és Beth) egytől egyig színpadi színészek. Már fiatalon is színésznő szeretett volna lenni, szülővárosában kezdte próbálgatni szárnyait a Reading Repertory Theatre-ben, majd később a londoni West Endenen is fellépett, ahol 11 évesen már profi koncertet adott elő, ezenkívül több gabonpehely-reklámban is feltűnt.
Csekélynyi színpadi és tévés szerep után, 19 évesen tört be a filmek világába, amikor is 175 lány közül ő rá esett a választás a gyilkos hajlamú Juliet Hulme karakterének megformálására Peter Jackson megtörtént eseményeket feldolgozó Mennyei teremtmények (Heavenly Creatures) című drámájában. Ellenben az áttörő siker, az Oscar-jelölés és a Bafta-díj csak egy évvel később, 1996-ban következett. Ang Lee, Jane Austen regényéből adaptált filmjével, az Értelem és érzelemmel (Sense and Sensibility) szolgált rá, melyben olyan híres színészekkel dolgozhatott együtt, mint Emma Thompson, Alan Rickman és Hugh Grant.
1996-ban Kenneth Branagh ráosztotta Ophelia szerepét a Hamletben, amelyben Kate olyan hitelesen adta vissza a szerepét, hogy megfosztotta Helena Bonham Cartert az Ophelia legemlékezetesebb megformálója címtől. 1997-ben, azaz egy évvel később ismerhette meg jobban a nagyközönség, mikor is James Cameron felkínálta neki Rose DeWitt Bukater szerepét a Titanicban, amivel még egy Oscar-jelölést tudhatott magáénak. Az „angol rózsa” becenév is ebből az időszakból ragadt rá.
1999-ben olyan apró, baljóslatú filmekhez adta a nevét, mint pl. a Szentek és álszentek (Holy Smoke), vagy éppen a Hideous Kinky. 2000-ben ismét szerepet kapott egy erotikus történelmi drámában, a Sade márki játékaiban (Quills), melyben Madeleine Le Clerc-t, a márki múzsáját és egyben szobalányát alakította.
2000-ben Grammy-díjjal jutalmazták a Legjobb gyermek hangoskönyv kategóriában. A Karácsony ének: a filmhez készült “What if” című filmzene 2001-ben sokáig a slágerlisták élén állt számos európai országban. Kate hangja mezzoszoprán. 2001-ben Kate újabb Oscar-jelöléssel lett gazdagabb az Iris – Egy csodálatos női elme (Iris) című filmben nyújtott mellékszerepéért, melyben a híres írónő, Iris Murdoch fiatalkori önmagát játszotta.
2003-ban egy halálbüntetés megalapozottságát firtató filmben, a David Gale életében (The Life of David Gale) szerepelt, Kevin Spacey partnereként. 2004-ben két, óriási sikernek örvendő filmben is szerepet kapott: az Egy makulátlan elme örök ragyogásában (Eternal Sunshine of the Spotless Mind) Jim Carrey oldalán, amiért Oscar-díjra is jelölték, ám a díjat nem ő vihette haza; majd Johnny Depp mellett az Én, Pán Péter (Finding Neverland) című filmdrámában.
2006-ban két filmben is együtt játszott Jude Law-val, A király összes emberében (All the King’s Men) és a Holiday című romantikus vígjátékban; ekkor kapta ötödik Oscar-jelölését is az Apró titkokban (Little Children) nyújtott alakításáért. A hatodik és hetedik Arany Glóbusz-jelölését A szabadság útjaiért és A felolvasóért kapta, amelyeket haza is vihetett. A felolvasóban nyújtott alakításáért végül az Oscar-díjat is megkapta.
2011-ben Kate ismét rivaldafénybe került az HBO minisorozata, a Mildred Pierce kapcsán, amely az 1941-es James M. Cain adaptációján alapul. Az 5 részes sorozat remek kritikákat kapott. A Salon.com például egy csendes, szívszorító remekműnek titulálta. Winsletet az alakításért Emmy-díjjal is jutalmazták.
Még 2011-ben Kate szerepelt Steven Soderbergh katasztrófa filmjében, a Fertőzésben (Contagion), melyben olyan neves színészekkel dolgozott együtt, mint Marion Cotillard, Matt Damon, Gwyneth Paltrow és Jude Law. Winslet másik 2011-es projektje Roman Polanski filmje, Az öldöklés istene (Carnage) volt. A filmben Jodie Foster, John C. Reilly és Christoph Waltz voltak a partnerei.
2012-ben nem láthattuk őt a filmvásznon, helyette egy hangoskönyvön dolgozott: Émile Zola regényét, a Thérèse Raquin-t olvasta fel, melyet az Audible.com-on tettek elérhetővé. 2013-as első filmje a Movie 43 címet viseli, mely egy független film, és tulajdonképpen 14 különböző, fekete humorú történetet foglal össze, melyek mind külön rendezőtől származnak. Kate a The Catch címet viselő részben látható, melyet Peter Farrelly rendezett, és egy szingli üzletasszonyról szól, aki a vakrandin megismerkedik egy helyi aglegénnyel. Amikor a Hugh Jackman által alakított férfi leveszi a sálat a nyakából, a nő megdöbben, ugyanis egy pár here lóg onnan. Ez volt a második alkalom, hogy Kate és Hugh együtt dolgoztak, hiszen 2006-ban együtt szinkronizáltak az Elvitte a vízben. A kritikusok egyöntetűen lehúzták a filmet.
Szintén 2013-ban láthattuk a Nyárutó (Labor Day) című filmben, mely Joyce Maynard azonos című bestsellerének adaptációja, Jason Reitman rendezésében. A filmben Adele-t, egy mentálisan érzékeny, elfojtott, egyedülálló anyukát játszik, akinek 13 éves fia menedéket nyújt egy börtönből szökött rabnak egy nyári hétvégén. Alakításáért kiérdemelte tizedik Golden Globe-jelölését.
2014-ben A beavatott (Divergent) című filmben láthattuk, mely Veronica Roth nagy sikerű, 2011-ben kiadott azonos című regényének adaptációja, Neil Burger rendezésében. A filmben Jeanine Matthews vezetőt alakítja, akit ő maga Hitlerhez hasonlított, és ekkor döbbent rá, hogy korábban sosem alakított “rosszfiút”. Az év végén Matthias Schoenaerts oldalán tűnt fel Alan Rickman drámájában, az A Little Chaosban, mely két, XIV. Lajos által megkért kertész rivalizálását meséli el, akiket egy versailles-i szökőkút megépítésével bíztak meg. Ugyanebben az évben újabb hangoskönyvet készítettek vele, ezúttal Roald Dahl gyermekkönyvét, a Matildát olvasta fel. Hangjátékáért Odyssey-díjat kapott.
2015 elején ismét Jeanine Matthews bőrébe bújt A lázadóban (Insurgent), ezzel ez lett az első folytatás, amiben valaha szerepelt. Ugyanebben az évben Jocelyn Moorhouse rendezésében érkezett A ruhakészítő, mely Rosalie Ham azonos című regénye alapján készült, a címszerepet pedig maga Kate alakítja. 2015-ben került mozikba a Danny Boyle által rendezett Steve Jobs is, melyben Michael Fassbender alakítja a legendás Apple-zsenit. A kritikusok pozitívan fogadták a filmet, Kate pedig hetedik Oscar-jelölését kapta érte, legjobb női mellékszereplő kategóriában.
2016-ban került bemutatásra John Hillcoat krimi-thrillere, a Tripla kilences, melyben az orosz-izraeli maffia egyik tagját alakítja. Ugyanebben az évben narrátorként működött közre a Buttons című musicalben, majd megkapta a női főszerepet a Collateral Beauty című drámában, mely 2016 decemberében kerülhet az amerikai moziban. 2017-ben Woody Allen eddig cím nélküli rendezésében láthatjuk majd, emellett Idris Elba partnere lesz a Charles Martin regényéből készülő The Mountain Between Us című romantikus drámában. A hírek szerint szerepet kapott Jesse Peretz dráma-vígjátékában, A Meztelen Julietben (Juliet, Naked), mely Nick Hornby 2009-ben megjelent regényének adaptációja.
Kate a Dark Season című sorozat forgatása alatt egy öt évig tartó romantikus kapcsolatot kezdett a színész és író, Stephen Tredre-vel, mely alatt összeköltöztek Londonban. Stephen a Titanic című film forgatás után csontrákban meghalt, ezért a színésznő nem jelent meg a film premierjén, mert Londonban vett részt a temetésen. Miután kiheverte a férfi halálát, Rufus Sewell-el kezdett szerelmi kapcsolatot, akivel a 2006-os Holiday című vígjátékban szintén együtt szerepelt.
1998. november 22-én a színésznő egybekelt a rendező Jim Threapleton-al, akivel a marokkói kaland (Hideous Kinky) forgatásán találkozott. Lányuk, Mia Honey 2000. október 22-én született Londonban. 2001-es válásuk után Winslet, Sam Mendes rendezővel került kapcsolatba, akivel 2003-ban össze is házasodott Anguilla szigetén a Karib-tengeren. Fiuk, Joe Alfie Winslet Mendes 2003. december 22-én született New York-ban. A pár kibékíthetetlen ellentétekre hivatkozva, 2010 márciusában beadták a válópert. Kate ezek után egy modellel kezdett el járni, amely csak rövid ideig tarott.
A színésznő 2012 december elején titokban férjhez ment kedveséhez, Ned Rocknrollhoz. A ceremónián legjobb barátja, Leonardo DiCaprio adta át az arát a vőlegénynek. A sztár sajtósa a People magazinnak december 26-án jelentette be a hírt hivatalosan. 2013 júniusában jött a nagy hír, hogy a színésznő ismét áldott állapotban van, immárom harmadik gyeremekét várja: egy kisfiú, Bear Blaze Winslet 2013. december 7-én jött a világra Sussexben.