Kathryn Marie Hahn nasceu em Westchester, Illinois, mas sua família se mudou para Cleveland, Ohio, onde passou a maior parte do tempo crescendo. Ela é de descendência alemã, irlandesa e inglesa. Ela se formou bacharel em teatro pela Northwestern University. Mais tarde, ela participou de Yale, onde se matriculou na escola de teatro e estrelou como "Sally Bowles" em "Cabaret" e como "o cruel Célimène" na peça de Molière, "The Misanthrope". Kathryn tem uma extensa experiência de palco e apareceu com a produção da Huntington Theatre Company de "Ten Unknowns" de Jon Robin Baitz, com Ron Rifkin de Alias (2001) (Arvin Sloane).
Kathryn conseguiu seu papel como "Lily" quando foi "descoberta" por um diretor de elenco da NBC no Williamstown Theatre Festival, e o papel de Crossing Jordan (2001) de "Lily" foi criado para ela pelo criador / produtor Tim Kring.
Ela mora em Los Angeles, onde pinta e pratica yoga quando não está ocupada agindo. Ela é casada com Ethan Sandler, com quem tem dois filhos.