Katie Holmes (teljes nevén Katie Noelle Holmes) 1978. december 18-án született Toledóban, Ohióban. Jogász apjától és háztartásbeli anyjától szigorú katolikus neveltetést kapott. Szerették volna, ha orvosnak tanul, ám őt inkább a modell szakma vonzotta, és beiratkozott egy modellképző iskolába.
Első szerepét a Jégvihar (Jégvihar, 1997) című filmben kapta. Egy évvel később kezdett játszani a (1998) című sorozatban, amely meghozta számára a hírnevet. Holmes ezekben az években főleg tizenévesek számára íródott filmekben játszott: Bosszúból jeles (1999), Kísérleti patkányok (1998), Wonder boys - Pokoli hétvége (2000), Rossz álmok (2000). Két évvel később már két komolyabb filmben is szerepelt, ám sem az Elhagyatva (Elhagyatva, 2002), sem A fülke (2002) nem bizonyult sikeresnek. Pályájának csúcsát a Batman: Kezdődik! (2005) női főszerepe jelentette.
2000 és 2005 között Chris Klein menyasszonya volt. Röviddel szakításuk után Tom Cruise jegyezte el, akivel 2012-ig voltak házasok. Egy lányuk született, Suri Cruise.