Fille de réfugiés vietnamiens, Kelly Marie Tran intègre, après le lycée, l'Université de Californie à Los Angeles et obtient un diplôme en communication. Parallèlement, elle fait du théâtre d'improvisation et multiplie les castings. Elle décroche de petits rôles dans des courts métrages, séries et téléfilms. De 2013 à 2015, elle se glisse dans la peau d'un personnage plus conséquent dans la websérie Ladies Like Us.

Sa carrière connaît un tournant important lorsqu'elle est choisie pour rejoindre le casting de Star Wars - Les Derniers Jedi, deuxième volet de la nouvelle trilogie entamée en 2015 avec Star Wars - Le Réveil de la Force. Elle y incarne Rose Tico, une mécanicienne qui s'associe avec le déserteur Finn. Malheureusement, ce rôle lui vaut de nombreuses attaques racistes, ce qui la pousse à quitter les réseaux sociaux.

Kelly Marie Tran joue dans les séries Gortimer Gibbon's Life on Normal Street et surtout Sorry For Your Loss, dans laquelle elle campe la soeur adoptive de l'héroïne. Elle prête aussi sa voix à Rose Tico pour les besoins de Lego Star Wars: All-Stars et Star Wars: Forces du destin. En 2019, la comédienne rejoue ce personnage dans Star Wars: L'Ascension de Skywalker, dernier volet de la trilogie.

En 2021, Kelly Marie Tran collabore à nouveau avec Disney pour prêter sa voix au personnage principal du film d'animation Raya et le dernier dragon. Mis en scène par Don Hall (Les Nouveaux héros) et Carlos Lopez Estrada et co-réalisé par Paul Briggs et John Ripa, le long métrage voit Raya, une guerrière solitaire, partir à la recherche du dernier dragon pour restaurer l’harmonie sur la terre de Kumandra.

Cette même année, elle est aussi la voix d'un nouveau personnage des Croods 2 : une nouvelle ère.

Laurent Schenck