Кейт родилась в Лондоне в семье театральной и телевизионной актрисы Джуди Ло и известного телевизионного актёра Ричарда Бекинсэйла, умершего в 1979 году в возрасте 31 года. У Кейт есть старшая сводная сестра Саманта, также актриса. Прадедушка Бекинсэйл был выходцем из Бирмы, и Кейт утверждает, что в детстве у неё была «очень азиатская внешность».

Бекинсэйл выигрывала первые места в соревнованиях пишущей молодёжи. После окончания школы в Лондоне, она пошла по стопам своих родителей и начала свою актёрскую карьеру. Свою первую роль она сыграла в телевизионном фильме «Один против ветра» о Второй мировой войне, появившемся в эфире в 1991 году. Кейт изучала французскую и русскую литературу в Оксфордском университете, хотя так и не получила учёную степень. Однако её знакомство с иностранными языками и литературой позволило ей расширить спектр своих ролей.