Kathryn Bigelow se je rodila leta 1951 v Kaliforniji, kot edinka mami knjižničarki in očetu, zaposlenemu v upravi tovarne barv. S filmom se je ukvarjala že v času študija na univerzi Columbia, kjer je diplomirala, magistrirala in pozneje tudi predavala.

Kot režiserka je debitirala leta 1981 s filmom The Loveless, pozneje pa se je podpisala pod režijo filmov, kot so Peklenski val, Zadnji dnevi in K-19: Črna vdova.

Največji pečat v filmskem svetu je pustila z režijami filmov, ki obravnavajo vojno tematiko. Z Bombno misijo ji je uspel veliki režiserski met, film pa je postal film leta in pobral skupaj šest oskarjev, med drugim tudi za izvirni scenarij, montažo in montažo zvoka. Režiserki je čestital celo bivši mož, James Cameron, režiser filma Avatar, ki je prišel na takratno podelitev oskarjev prav tako z devetimi nominacijami, a odnesel le tri.

Leta 2012 je posnela uspešen politični triler 00:30 – Tajna operacija, v katerem se je posvetila lovu na vodjo teroristov Osamo bin Ladna. Pozneje je želela s scenaristom in producentom Markom Boalom posneti film o ameriškem vojaku Bowu Bergdahlu, ki je bil izpuščen iz talibanskega ujetništva v Afganistanu. Vendar sta si z Boalom premislila. Svoje moči sta raje združila za kriminalno dramo Detroit, ki pa kljub začetnim spodbudnim kritikam ni prinesla tako velikega uspeha.