Da Kate Bosworth var 14 år, fik hun en rolle i Robert Redfords The Horse Whisperer, selvom erfaringen med skuespil kun bestod af lokale teaterproduktioner. Filmen og rollen blev en succes, men den unge begavelse valgte alligevel at tage den nye karriere med ro.

I 2002 havde All-American blondinen hovedrollen i surferfilmen Blue Crush, men hun valgte efterfølgende uventede roller i fx The Rules Of Attraction og Wonderland. Kate Bosworths nok største rolle er som Lois Lane i den femte Superman-film Superman Returns.