Fille de la comédienne et productrice Goldie Hawn.

Kate Hudson incarne dès ses 18 ans la starlette de Desert blue (1998) aux côtés de Christina Ricci. Après un passage remarqué dans le teen movie Fausses rumeurs (2000), elle participe au film choral de Robert Altman, Docteur T & les femmes et interprète la groupie Penny Lane dans Presque célèbre (id.). Elle se voit récompensée par une nomination à l'Oscar du Meilleur second rôle féminin en 2001.

Désormais sous le feu des projecteurs, la jeune femme croule sous les propositions et se permet de refuser les rôles de Mary Jane dans Spider-Man et de La Jeune fille à la perle. À l'affiche de la fresque historique Frères du désert (2003) et du thriller surnaturel La Porte des secrets (2005), Kate Hudson trouve finalement son bonheur dans la comédie romantique, cherchant à se faire larguer en 10 leçons par Matthew McConaughey, participant au Divorce de James Ivory, jouant les Fashion Maman (2005) et se retrouvant au cœur du savoureux trio de Toi et moi... et Duprée en 2006. 

Après avoir joué dans La Copine de mon meilleur ami où elle tombe sous le charme du showman Dane Cook, Kate Hudson retrouve Matthew McConaughey pour L'Amour de l'or, avant de devenir Meilleures ennemies avec Anne Hathaway en 2009.

Délaissant un temps le registre comique qui lui a apporté le succès, elle apparaît au casting quatre étoiles de la comédie musicale Nine de Rob Marshall en journaliste prête à tout pour ravir le coeur du séduisant Daniel Day-Lewis. Elle s'essaie également au thriller subversif avec The Killer Inside Me du britannique Michael Winterbottom (2010).

Si l'actrice ne chôme pas et continue à se diversifier, ses films ne trouvent plus le chemin des salles françaises pendant quelques années (A Little Bit of Heaven, L'Intégriste malgré lui, Clear History). Après un passage par Glee, on la retrouve cependant en 2014 aux côtés de Zach Braff dans son film Le Rôle de ma vie et elle donne même la réplique à Omar Sy dans le direct-to-DVD Dangerous People. En parallèle de sa carrière de comédienne, elle développe sa marque de vêtements de sport féminins, Fabletics.

En 2016, elle prête sa voix à Mei Mei dans Kung Fu Panda 3 et célèbre la fête des mères à sa manière dans le nouveau film de Garry Marshall. Elle côtoie également son beau-père, Kurt Russell, dans le film catastrophe Deepwater.

Éloignée un temps des plateaux pour se consacrer à sa vie de famille, elle revient sur le devant de la scène en 2021 avec Music, premier long-métrage de la chanteuse Sia. Mais cette histoire relatant la relation complexe entre une jeune femme en proie aux addictions et sa demi-sœur autiste est l’objet de vives critiques et moqueries, notamment en raison d’une représentation de l’autisme jugée caricaturale. Nommé aux Razzie Awards, Music acquiert le statut de nanar.

Kate Hudson rebondit dès l’année suivante avec Glass Onion : Une histoire à couteaux tirés, la suite des aventures du détective Benoit Blanc, campé par Daniel Craig, qui s’envole cette fois pour la Grèce. L’actrice y incarne l’amie d’un milliardaire de la technologie (Edward Norton), qui se retrouve au centre d’un mystère.

En 2025, elle est la star de la série Netflix La Meneuse, centrée sur le quotidien mouvementé de la propriétaire de l'équipe de NBA des Lakers de Los Angeles. On la retrouve quelques mois plus tard à l’affiche de Sur un Air de Blues, film musical inspiré d’une histoire vraie qui rend hommage à Neil Diamond.