Родилась 9 января 1982 года в городе Рединг в английском графстве Беркшир в семье Майкла Фрэнсиса Миддлтона (англ. Michael Francis Middleton; род. 23 июня 1949 г.) и его супруги Кэрол Элизабет, урожденной Голдсмит (англ. Carole Elizabeth Middleton nee Goldsmith; род. 31 января 1955 г.).
Семейство Миддлтонов не принадлежит к британской знати: Майкл происходил из среднего класса, а Элизабет — из старинного рода шахтеров-угольщиков Харрисонов из графства Дарем. Оба супруга работали в гражданской авиации, Элизабет была стюардессой, а Майкл — пилотом. В семье имеется средняя дочь Филиппа (англ. Philippa) и младший сын Джеймс (англ. James).
В 1987 году Миддлтоны основали компанию посылочной торговли «Party Pieces», которая успешно развивалась на британском рынке и сделала их миллионерами. Семья обосновалась в собственном доме в деревне Баклбери в Беркшире.
Кейт получила среднее образование в престижной школе-пансионате — Колледже Мальборо (англ. Marlborough College) в графстве Уилтшир.
В 2001 году поступила в Университет Сент-Эндрюс в шотландском городе Файф, где впервые встретилась с принцем Уильямом — старшим сыном принца Уэльского Чарльза. В университете пара вместе изучала историю искусств, но позднее принц Уильям сменил специализацию на географию. По некоторым сведениям Кейт убедила принца Уильяма продолжить учёбу, когда он хотел отчислиться с первого курса. По другой версии, Уильям остался в университете благодаря уговорам его отца принца Чарльза.
С 2002 года будучи уже друзьями снимали для жилья дом в Файфе, а с 2003 — загородный коттедж. К этому же времени относится и начало их романтических отношений. Во время студенческих каникул принц Уильямом и Кейт несколько раз путешествовала вместе, а в 2003 году девушка была в числе небольшого числа близких друзей, приглашена на двадцать первый день рождения принца.
В 2005 году Кейт окончила университет со степенью бакалавра. Она продолжала появляться на публике вместе с принцем Уильямом, в связи с чем окружающие стали строить предположения о их скорой помолвке. В этой связи Кейт подвергалась постоянному преследованию со стороны репортеров.
В январе 2006 года принц Уильям поступил на учёбу в Королевскую военную академию в Сандхёрсте (графство Суррей, Англия).
1 декабря 2006 года Кейт получила работу в отделе закупок сети магазинов одежды Jigsaw. С этого времени она проживала в лондонском районе Челси.
15 декабря 2006 года в Сандхёрсте состоялась торжественная выпускная церемония, после которой принц Уильям в звании младшего лейтенанта был направлен в Королевскую конную гвардию. На выпускной церемонии присутствовала королева Елизавета II и старшие члены королевской семьи, а также Кейт и ее родители.
В 2007 году принц Уильям отправился в тренировочный военный лагерь в графстве Дорсет, а Кейт осталась жить в Лондоне. Данные обстоятельства, а также растущее давление на Кейт со стороны журналистов называли в числе возможных причин расставания Кейт и Уильяма, о котором было объявлено в апреле 2007 года.
Летом 2007 года СМИ сообщали о вероятном возобновлении романа Кейт и принца Уильяма, так как в июне они вместе побывали на вечеринке, организованной в военной части, где служил принц. В июле Кейт вместе с Уильямом посетила торжественный концерт памяти принцессы Уэльской Дианы, хотя официальные источники слухи о воссоединении пары не подтверждали. Впоследствии указывалось, что принц Уильям и Кейт приняли решение возобновить отношения в августе 2007 года.
16 ноября 2010 года Кларенс-хаус объявил о помолвке принца Уильяма c Кейт Миддлтон. 23 ноября 2010 года была объявлена дата свадьбы. Церемония венчания пройдёт в Вестминстерском аббатстве 29 апреля 2011 года.