В некоторых биографических источниках о Ким Кэтролл указывается её якобы настоящее имя — «Клэр Вудгейт» (Clare Woodgate). Ошибка возникла из-за неправильной ссылки на сайте IMBb и была растиражирована в средствах массовой информации. На самом деле «Клэр Вудгейт» — настоящее имя британской актрисы Джорджины Кейтс (Georgina Cates), Ким Кэтролл же родилась как Ким Виктория Кэтролл.

Отец, Дэннис Кэтролл, был строительным рабочим, мать, Шэйн, — домохозяйкой. Когда Ким было три месяца, семья эмигрировала в Канаду. Через одиннадцать лет они вернулись в Великобританию. Там Ким посещала лекции в Лондонской академии музыкального и драматического искусства.

В шестнадцать лет Ким уехала в Нью-Йорк, поступила в Американскую академию театрального искусства и по её окончании подписала пятилетний контракт с режиссёром Отто Премингером. Её дебютом в кино стала картина 1975 года «Розовый бутон». Год спустя «Юнивёрсал студиос» выкупила контракт и Кэттролл стала одной из последних участниц контрактной системы «Universal Contract Player System». По контракту со студией «Юнивёрсал» выступала в многчисленных телевизионных программах различных стилей и жанров. В 1979 году она сыграла роль доктора Габриэль Уайт в «Невероятном Халке».

В 1997 году она проходит отбор в телевизионный сериал «Секс в большом городе», создаваемом для канала Эйч-Би-Оу продюсером Даррен Стар. Саманта Джонс приносит Кэтролл международное признание. Она использует успех своей чувственной и похотливой героини для рекламы продукции фирмы «Пепси», подписывает контракт о написании книги на тему секса. Кроме того её голос можно услышать на компакт-диске со стихами Руперта Брука.

В период съёмок «Секса в большом городе» она продолжает сниматься в других фильмах, играет роль Кэролин в рискованном фильме Бритни Спирс «Перекрёстки».

В 2003 году встречалась со звездой «Хьюстон Рокетс» Каттино Мобли, с лета 2004-го по 2005 год — с молодым (более чем на двадцать лет моложе её) канадским шеф-поваром Аланом Уайзом. Имела роман со своим коллегой по постановке «Whose Life is it Anyway?» Александром Сиддигом, наиболее известным как Джулиан Башир из телесериала «Звёздный Путь: Глубокий Космос 9», но в интервью «Субботней Дэйли Стар» сообщила о назначенной на осень 2007 года свадьбе с Аланом Уайзом.

Ким Кэттролл — также известная писательница, автор книг ДОСЬЕ НА СЕКСУАЛЬНОСТЬ и НАЙТИ СЕБЯ.