Kristanna Loken débute sa carrière dès l'âge de quinze ans en tant que mannequin, puis s'illustre dans de nombreuses séries télévisées parmi lesquelles Pacific Blue, Philly et D.C., où elle côtoie Mark-Paul Gosselaar, ex-vedette du programme adolescent Sauvés par le gong. En 2000, la jeune fille fait ses débuts sur grand écran dans le film d'action Gangland. Trois ans plus tard, sa carrière connaît un soudain coup d'accélérateur : elle est choisie pour tenir le rôle du robot T-X dans Terminator 3 : le soulèvement des machines, où elle affronte Arnold Schwarzenegger.