Kristen Carroll Wiig nasceu em 22 de agosto de 1973 em Canandaigua, Nova York, filha de Laurie J. (Johnston), uma artista, e Jon J. Wiig, gerente de uma marina do lago. Ela é de ascendência norueguesa (de seu avô paterno), irlandesa, inglesa e escocesa. A família mudou-se para Lancaster, Pensilvânia, antes de se estabelecer em Rochester, Nova York. Quando Wiig tinha 9 anos, seus pais se divorciaram e ela morava com sua mãe e o irmão mais velho Erik.
Depois de se formar na Brighton High School em Rochester, Wiig frequentou a Universidade do Arizona como estudante de arte. Ela teve sua primeira aula de atuação, como eletiva, e logo foi encorajada por sua professora a prosseguir atuando. Anos mais tarde, ela se mudou para Los Angeles e Wiig trabalhou como membro da companhia principal do grupo de improvisação e comédia de esquetes de Los Angeles The Groundlings. Como aluna da Groundlings, ela se junta às fileiras de colegas de elenco do SNL como Maya Rudolph, Will Ferrell, Phil Hartman e Jon Lovitz.
Wiig fez sua estreia na tela grande com grande elogio universal como chefe passivo-agressiva de Katherine Heigl na comédia de sucesso Knocked Up (2007) de Judd Apatow. Créditos adicionais no cinema incluem a estréia na direção de Drew Barrymore, Whip It (2009), estrelado por Elliot Page; Adventureland de Greg Mottola (2009), com Ryan Reynolds, Kristen Stewart e Jesse Eisenberg; Ghost Town (2008), de David Koepp, com Ricky Gervais; e Walk Hard: The Dewey Cox Story, de Jake Kasdan (2007), outro filme produzido por Apatow, no qual ela contracenou com John C. Reilly. Ela também estrelou a série NBC vencedora do Emmy 30 Rock (2006), a série da HBO Bored to Death (2009), com Jason Schwartzman, e Flight of the Conchords (2007).
Wiig se juntou ao elenco de Saturday Night Live (1975) em 2005, e era conhecido por interpretar personagens memoráveis como o agitado balconista do Target, Lawrence Welk cantor Doonese, a hilária Penelope de cima para baixo, a presidente da Câmara Nancy Pelosi e Suze Orman, entre outras. Wiig recebeu quatro indicações ao Emmy de Melhor Atriz Coadjuvante em Série de Comédia por seu trabalho no programa. Ela deixou o show na primavera de 2012.
Em 2011, Wiig co-escreveu e estrelou Bridesmaids (2011), junto com Melissa McCarthy, Maya Rudolph e Rose Byrne. O filme foi um sucesso de bilheteria e ganhou vários prêmios, além de duas indicações ao Oscar (Melhor Atriz Coadjuvante e Melhor Roteiro Original) e duas indicações ao Globo de Ouro (Melhor Filme - Comédia ou Musical e Melhor Atriz).
Wiig também apareceu em filmes notáveis como Paul (2011), de Greg Mottola, ao lado de Simon Pegg e Nick Frost; All Good Things (2010), de Andrew Jarecki, ao lado de Ryan Gosling, Kirsten Dunst e Frank Langella; How to Train Your Dragon (2010), da DreamWorks Animation, com Gerard Butler e Jay Baruchel; o longa-metragem de animação da Universal Pictures, Despicable Me (2010), estrelado por Steve Carell e Jason Segel; e Friends with Kids (2011), de Jennifer Westfeldt, ao lado de Jon Hamm, Megan Fox, Adam Scott, Maya Rudolph e Westfeldt.