Dzieciństwo spędziła w Nowym Jorku, gdzie uczęszczała na kursy aktorstwa dla dzieci. Jako aktorka zadebiutowała 1997 roku mała rólką w serialu kryminalnym „Prawo i sprawiedliwość”. Na wielkim ekranie Kate po raz pierwszy pojawiła się w melodramacie „Zagubione serca” (1999) w reżyserii Sydney’a Pollacka. Młoda aktorka zagrała tutaj Jessikę - córkę głównej bohaterki Kay Chandler (Kritin Scott-Thomas). Po ukończeniu szkoły średniej Kate poświęciła się graniu w serialach telewizyjnych. Można ją oglądać m.in. w „Boston Public” (2000), „Madigan Men” (20002), „Nie ma sprawy” (2000), „Prawo i bezprawie” (2001), „Everwood” (2003), „Bez skazy” (2003), „Kryminalne zagadki: Los Angeles” (2004), „Jack & Bobby” (2005) oraz „24” (2006). Na srebrnym ekranie aktorka wystąpiła w komedii „Debiutant”, która na Festiwalu w Sundance nominowana była do Grand Prix. W 2005 roku Kate Mara pojawiła się w małej, lecz znaczącej roli w „Tajemnicy Brokeback Mountain” Anga Lee. Film został obsypany nagrodami na całym świecie, zaś młoda aktorka zwróciła na siebie uwagę jako nastoletnia Alma Del Mar – córka głównego bohatera Ennisa (Heth Ledger). W tym samym roku Kate zagrała dużą rolę drugoplanową w filmie „The Californians” (2005) u boku Noaha Wyle’a. Aktorka miała tutaj okazję zaprezentować przed kamerą swoje umiejętności jako wokalistka. Po sukcesie „Tajemnicy Brokeback Mountain” Mara zaczęła regularnie grywać w filmach fabularnych. W najbliższym czasie aktorkę będzie można zobaczyć w głównej roli w „Full of It” (2006) oraz w thrillerze „The Shooter” (2007) w reżyserii Josefa Rusnaka. W Stanach Zjednoczonych Kate Mara znana jest również ze swojego talentu wokalnego. Jej dziadek – Wellington Mara był właścicielem drużyny New York Giants i jego wnuczka Kate często śpiewa hymn narodowy przed meczami tej drużyny. Aktorka jest również wokalistką w zespole „Trace”, z którym ostatnio nagrała płytę. Kate jest również tancerką, specjalizuje się w balecie klasycznym, tańcu jazzowym oraz stepowaniu. Dzięki swoim licznym talentom Kate Mara została niedawno przyjęta do prestiżowej Tisch School Of Arts na uniwersytecie nowojorskim.