Figlia di Stephanie e David Russell, un "executive" della Nissan Motors, sorella di Todd e di Julie, Kery Lynn Russell cresce - seguendo il lavoro del padre e dunque la famiglia - a Dallas, nel Texas, a Mesa, in Arizona, e a Denver, in Colorado.
Appare per la prima volta in televisione, dal 1991 al 1993 e insieme a popstar del futuro (Christina Aguilera, Britney Spears, Justin Timberlake), in un varietà riguardante il club di Topolino ("New Mickey Mouse Club"), una sorta di "Pista" americano.

Piccolina, è nel cast di contorno di Tesoro, mi si è allargato il ragazzino (1992) di Randal Kleiser, seguito del più bello e fortunato Tesoro, mi si sono ristretti i ragazzi(1989) di Joe Johnston, film Disney per tutta la famiglia.
La televisione è il suo medium principale di appartenenza: il successo arriva con Felicity per il WB Network, serie che interpreta dal 1998 al 2002 e che, nel 1999, la premia con il Golden Globe. Il suo look sbarazzino, con i lunghi capelli riccioli, e la sua aria gentile fanno presa presso il grande pubblico. Addirittura "scandaloso" verrà ritenuto il suo drastico taglio di capelli, all'inizio della seconda stagione: segno che il pubblico, a lei e al suo volto, tiene molto.
Ballerina professionista, conosce anche le gioie del cinema: è scelta da Mel Gibson prima, per We Were Soldiers (2002) di Randall Wallace, poi la troviamo inMission: Impossible IIIe in Waitress - Ricette d'amore. In Litigi d'amore recita accanto a Kevin Costner ed Evan Rachel Wood.
Tuttavia, è ancora una miniserie, Into The West, a regalargli emozioni vere e successo. Poi si regala due anni sabbatici a New York, lontana dalle ansie da prestazione di Hollywood, e si dedica principalmente agli amici.
Torna alla carica nel 2004, per impegni teatrali, e nell'estate del 2007 appare in "The Keri Kronicles", una via di mezzo fra reality show e sitcom in rete su MySpace, girato nel suo appartamento a Manhattan e teso a mostrare la sua vera vita.

È un volto familiare al pubblico di tutto il mondo, avendo partecipato a tanti film di major e indipendenti, così come a diverse serie televisive.
Recentemente, ha ottenuto grandi consensi per il ruolo da protagonista nella commedia romantica Waitress. Inoltre, ha preso parte al film indipendente Leaves of Grass assieme a Edward Norton e Susan Sarandon.

Ha recitato in tante pellicole importanti, tra cui The Girl in the Park, August Rush, Mission: Impossible III, Litigi d’amore (Upside of Anger), We Were Soldiers, Mad About Mambo, Omicidi di classe (The Curve), Eight Days a Week e Rohtenburg.
La Russell si è fatta notare interpretando la protagonista della fortunata serie televisiva Felicity. Dopo solo quattro mesi dalla presentazione del telefilm sulla WB, la Russell ha ottenuto un Golden Globe come miglior attrice protagonista in una serie drammatica.
Tra i recenti lavori televisivi della Russell, troviamo la miniserie Into the West, diretta da Simon Wincer e prodotta da Steven Spielberg per la DreamWorks/TNT, e The Magic of Ordinary Days, un film della CBS/Hallmark Hall of Fame.
Nel 2005, la Russell ha esordito sul palcoscenico nella produzione off-Broadway del testo di Neil LaBute Fat Pig, interpretando Jeannie, una ragazza vendicativa e furiosa con il suo ex, incarnato da Jeremy Piven, per aver avuto l’impudenza di innamorarsi di una persona sovrappeso.