Édesapja, Klaus,német származású, orvosi műszerekkel foglalkozik, édesanyja, Inez,svéd származású művész és galériatulajdonos. Egy öccse van, Christian. Kirsten 6 éves koráig (1988)New Jersey-ben lakott, ahol a Ranney iskolába járt.1991-ben édesanyjával és öccsévelLos Angelesbe költöztek. Négy évvel később szülei elváltak.1996-ban beiratkozott a Notre Dame magán-katolikus gimnáziumba,Los Angelesben, ahol2000-ben érettségizett le.
Kirsten már az1985-ös évben, háromévesen gyermekdivatmodell volt, televíziós reklámokban szerepelt. Később a Ford és az Elite Model Management-nek dolgozott.1989-ben, hétéves korában kisebb szerepet kapottWoody AllenÖdipusz-roncsok című rövid filmjében. Nem sokkal később,1990-ben aHiúságok máglyájában szerepelt, aholTom Hanks lányát alakította.1993-ban aStar Trek: Az új nemzedék 7. szezonjának 7. epizódjában tűnt fel.1994-ben tizenkét évesen megkapta, addigi élete talán legnagyobb szerepét, azInterjú a vámpírral című filmben, melyben egy örökre gyermektestbe zárt vámpírt alakított,Tom Cruise ésBrad Pitt oldalán. TeljesítményétGolden Globe-díjra való jelöléssel jutalmazták. Ő játszotta Judy-t, az1995-ösJumanji című amerikaikalandfilmben.2000-ben tizennyolc éves korában 40. lett, a Maxim magazinnak,a világ 100 legszexisebb nője listáján.[7]
2007-ben újraMary Jane Watson szerepébe bújt, aPókember 3. filmben,Tobey Maguire-el.2008-ban szerepelt aHogy veszítsük el barátainkat és idegenítsük el az embereket? című angolfilmvígjátékban. A2010-ben bemutatottVéres románc amerikaidráma egyik főszerepében is feltűnt,Ryan Gosling ésFrank Langella oldalán. A2011. évi dán-svéd-francia-német-olaszfilmdráma, aMelankólia főszerepében megkapta az év legjobb női alakításáért járó díjat acannes-i fesztiválon, valamint ebben a kategóriában mégEurópai Filmdíjra is jelölték.2012-ben több filmszerepet is kapott, többek között azUpside Down, azÚton és aLánybúcsú szerepét.