Katherine Kelly se graduó por la Real Academia de Arte Dramático (RADA) y cuenta con una filmografía muy variada que no deja de crecer. En 2019, será posible ver a Katherine en el papel de reparto de 'Lisa' en el drama Dirty God, que trata sobre una madre soltera que lucha por recuperarse después de sufrir un terrible ataque con ácido que la deja desfigurada. También tiene pendiente de estreno la ópera prima de E.E. Hegarty, "Kat and the Band", en el papel de 'Liz Malone'. Entre sus restantes créditos cinematográficos también se cuenta su debut como 'Jane' en Mischief Night (2006).

Aparte de sus trabajos para la gran pantalla, Kelly ha acumulado un buen número de créditos en televisión en una amplia variedad de géneros. Kelly presentó la serie documental de 10 partes "Murdertown" (2018), que revisa casos de asesinato reales de todas partes del Reino Unido. Anteriormente, Katherine interpretó a la soldado 'Jane Lowry', también conocida como 'Jihadi Jane' en la sexta temporada de la serie de acción "Contraataque", que se filmó en Jordania.

Sus créditos televisivos también incluyen papeles recurrentes en "Class" (2016), "Him" (2016), "Happy Valley" (2016), "El inflitrado" (2016), "Culpable" (2013), "Mr. Selfridge" (2013-2016) y "The Field of Blood" (2013).

Kelly es tal vez más conocida por hacer de 'Becky McDonald' en la popular telenovela inglesa "Coronation Street", papel por el que ha recibido numerosos galardones: "interpretación más popular en un drama seriado" (NTA 2012), "mejor actriz" (NTA 2010), "personalidad de telenovela" (TRIC 2009), "mejor actriz" (TV NOW 2009 y 2010), "mejor actriz" (TV Choice 2009). Además de esos premios, Kelly también ha recibido nominaciones en las siguientes categorías: "mejor actriz" y "mejor pareja" (British Soap Awards 2011), "interpretación más popular en un drama seriado" (NTA 2010, 2009 y 2008), "mejor pareja de la pantalla" (British Soap Award 2009) y "mejor actriz", "mejor actuación cómica" y "mejor pareja de la pantalla" (British Soap Award 2008).

Sus restantes créditos televisivos incluyen: "The Last Witch" (2013), "Best Possible Taste: The Kenny Everett Story" (2012), "The Visit" (2007), "New Street Law" (2007), "No Angels" (2006), "Life on Mars" (2007), "Bodies" (2005), "The Royal" (2004), "Testigo mudo" (2003), "Sons & Lovers" (2003), "The Last of the Summer Wine" (2003), así como el papel de la baronesa 'Elsa Schraeder' en la representación en directo de "Sonrisas y lágrimas" (2015).

Además del cine y la televisión, Kelly también ha trabajado sobre los escenarios británicos. La última aparición que realizó sobre los mismos fue como 'Clara'/'Alaura' en la reposición de teatro alternativo ganadora del premio Olivier "City of Angels", de Josie Rourke. Anteriormente, interpretó el papel principal de 'Kate Hardcastle' en el montaje de Jamie Lloyd "She Stoops to Conquer" (2012). Kelly trabajó como actriz principal con la Royal Shakespeare Company en su temporada 2004-2005, actuando tanto en Stratford-Upon-Avon como en Londres, en "House of Desire", "Pedro the Great Pretender", "Tamar's Revenge" y "The Dog in the Manger". Después de aparecer en el Manchester Royal Exchange en 2002 en el montaje de Braham Murray de "Otelo", Kelly intervino ese mismo año en "The Accrington Pals", de Edward Kemp, en el Festival de Teatro de Chichester. Katherine debutó sobre los escenarios en el Theatre Royal de York en 2001, en un trío de obras dirigidas por Lucy Pitman Wallace: "El sueño de una noche de verano", "Las amistades peligrosas" y "The Blue Room".

Kelly también ha intercalado a lo largo de su carrera apariciones en producciones radiofónicas, como "A Badge", "Everyone Quite Likes Justin", "Daughter of the Air" y "Gallery Girl".