Née le 21 août 1956 à Liverpool, en Angleterre, elle grandit au Canada, et à seize ans, part à New York suivre les cours de l'American Academy of Dramatic Arts. En 1975, elle se voit offrir par le réalisateur Otto Preminger un rôle dans "Rosebud". Elle signe avec lui un contrat de cinq ans, que la firme Universal lui rachète un an plus tard. Kim Cattrall sera ainsi l'une des dernières à travailler dans ce cadre du système de contrat, qui liait jadis les acteurs aux grands studios.
La jeune femme poursuit sa carrière au théâtre et à la télévision (on l'aperçoit dans des épisodes de "Columbo", "Drôles de dames" ou "Starsky et Hutch"). Les années 80 font d'elle une jeune première en vue, à travers une série de succès populaires : les comédies "Porky's" et "Police Academy", la bluette "Mannequin" avec Andrew McCarthy ou le thriller "Masquerade" avec Rob Lowe. Vedette avec Kurt Russell des "Aventures de Jack Burton dans les griffes du mandarin" de John Carpenter, elle fait un détour par le "Hold-up" d'Alexandre Arcady avec Jean-Paul Belmondo.
Après avoir joué la fille de Faye Dunaway dans "Le Retour des mousquetaires", décroché un petit rôle dans "Le Bûcher des vanités" de Brian De Palma et rejoint le casting de "Star Trek VI", elle voit sa carrière piétiner dans les années 90. Elle est sauvée à partir de 1998 par le succès mondial de la série "Sex & the City". Durant six saisons, son rôle de Samantha, croqueuse d'hommes new-yorkaise, aux côtés de Sarah Jessica Parker, fait d'elle une star. Suave et sexy, crue mais jamais vulgaire, l'actrice a enfin trouvé son personnage.
Après l'arrêt de la série en 2003, Kim Cattrall est parfois appelée en guest-star (au générique du thriller "15 minutes" avec Robert de Niro, elle joue la mère de Britney Spears dans la comédie "Crossroads"). Mais elle reste associée à la série "Sex & the City" et ne retrouve les hauteurs du box-office que grâce aux films qui en sont tirés : "Sex & the City - le film" en 2008, puis "Sex & the City 2" en 2010. Toute l'équipe s'y retrouve à chaque fois au grand complet, à commencer par le scénariste, producteur et réalisateur Michael Patrick King.
En 2010, tandis qu'elle se fait plus vénéneuse que jamais dans "Sex & the City 2", Roman Polanski la nomme assistante de Pierce Brosnan dans son thriller "The Ghost Writer" : un rôle sérieux dans lequel elle excelle, nous rappelant que cette séductrice du petit et du grand écran est à la base une comédienne à la très solide formation.