Kate Beckinsale lahir pada 26 Juli 1973 di West Middlesex Hospital, Isleworth, Middlesex, Inggris. Ia tinggal di London hampir seluruh hidupnya, dari kecil hingga dewasa. Ibunya, Judy Loe, adalah seorang aktris yang aktif di televisi Inggris, sedangkan ayahnya, Richard Beckinsale, terkenal di era 1970-an melalui serial komedi seperti Rising Damp dan Porridge. Richard meninggal dunia saat Kate berusia lima tahun, dan keluarganya hidup dalam dukungan keluarga dekat dan neneknya.

Selama masa remajanya, Kate menempuh pendidikan di Godolphin and Latymer School dan menunjukkan bakat dalam menulis, memenangkan kompetisi penulis muda W.H. Smith dua kali. Setelah mengalami masa sulit seperti anoreksia dan kebiasaan merokok, ia memutuskan menekuni dunia akting. Debut akting utamanya di televisi terjadi lewat film One Against the Wind pada tahun 1991, yang berlangsung di Luxembourg.

Pada tahun yang sama, Kate masuk di Oxford University di New College, mempelajari sastra Prancis dan Rusia. Ia memilih universitas untuk memperluas wawasan sebelum berkarir di bidang akting dan sudah memutuskan mengejar karir di dunia seni peran. Ia mendapatkan peran besar di film Kenneth Branagh Much Ado About Nothing (1993), menandai momentum penting dalam karirnya.

Sambil kuliah di Oxford, Kate tampil dalam tiga film lain, termasuk Prince of Jutland dan Uncovered. Pada tahun 1994, dia tinggal di Paris sebagai bagian dari program belajar di luar negeri, yang memberinya pengalaman hidup dan refleksi tentang jalur karirnya. Keputusan besar dibuat saat itu: fokus mengejar dunia akting sepenuhnya. Ia keluar dari Oxford pada 1994 dan mulai aktif di layar lebar.

Karirnya berkembang pesat setelah membintangi Cold Comfort Farm (1995), yang mendapat pujian internasional dan sukses di Amerika. Ia juga tampil di panggung dengan Thelma Holts Theatre Company, dan tampil dalam film horor Haunted (1995), serta serial Emma (1996). Pada 1999, Kate melahirkan anak pertamanya, Lily, dari hubungan dengan aktor Michael Sheen, menunjukkan kehadiran dan keseriusannya di dunia seni dan keluarga.