Kate Norby è nata e cresciuta a Oak Park, in Illinois. Con due genitori attori, Kate entrò in confidenza con il teatro molto presto. All'età di 13 anni, andò in tournè con sua madre che portava in giro Les Misèrables in tutta la Nazione.
Kate ha frequentato la North Carolina School of Arts. Dopo qualche anno a New York, lavorando per lo più in teatro, Kate si è trasferita a Los Angeles nel 2001 per lavorare in televisione e nel cinema.
In tv Kate è stata nel cast di The Division, Crossing Jordan, Angel, Third Watch. La sua più importante performance è stata in Boston Public serie in cui ha dato vita alla sorella tossicodipendente di Michael Rapaport.