Nascida em Santa Bárbara, Califórnia, em 29 de junho de 1964, Kathleen Wilhoite, de olhos amendoados, cresceu lá e começou a cantar no coral de sua igreja desde a primeira série. Dois anos depois, ela estava se apresentando no palco, como parte de um coral de apoio, com The Carpenters, no Santa Barbara County Bowl. Todo o tempo, ela estudou piano e composição e apareceu em produções teatrais de sua escola, como "The House of Blue Leaves". Kathleen escreveu e cantou como uma das "Boogie Woogie Bugle Girls", um grupo de harmonia inspirado em The Andrews Sisters. Ela também se tornou o membro mais jovem do Santa Barbara Songwriters Guild (16 anos).
Após o colegial, Kathleen optou por seguir uma carreira de atriz, em oposição à música, e se matriculou na USC Drama School. Apenas alguns meses depois, ela conseguiu seu primeiro papel no cinema em Private School (1983). Ao longo da década de 1980, ela apareceu em vários projetos de cinema e TV como protagonistas e segundas protagonistas, onde sua sexualidade impetuosa e estilo peculiar e não convencional foram avidamente exibidos. Ela apareceu visivelmente ao lado de Charles Bronson em Murphy's Law (1986), Jane Fonda em The Morning After (1986), Robert De Niro em Angel Heart (1987), Amy Irving em Crossing Delancey (1988), Patrick Swayze em Road House (1989) , e Debra Winger e Nick Nolte em Everybody Wins (1990), e Susan Sarandon e Nolte em Lorenzo's Oil (1992).
Kathleen apareceu em muitas das séries populares dos anos 80 e 90, incluindo "AfterMASH", "Family Ties", "The Jeffersons", "Cagney & Lacey" e "Fame", "Cop Rock", "Twin Peaks", " Quantum Leap", "Mad About You", "Ally McBeal" e "Direito de Família". Enquanto sua carreira de atriz florescia, ela continuou a expandir suas habilidades musicais, mas teve alguns contratempos, incluindo um contrato com a Mercury Records que fracassou. Depois de uma breve estada no Texas para se concentrar em sua música, Kathleen retornou à corrida de ratos de Hollywood e voltou como uma "atriz trabalhadora".
Uma variedade de papéis inusitados em filmes como Nurse Betty (2000) e Pay It Forward (2000) manteve seu nome ativo na lista de créditos por mais de duas décadas. Ela conseguiu uma série de papéis desafiadores, incluindo papéis recorrentes na série de lei L.A. Law (1986) como Adhipathi de Benny (1990), também namorada de Rosalie, e a série médica ER (1994) como problemática, abusadora de substâncias Chloe Lewis.
No final dos anos 1980, Kathleen foi escolhida pela cartunista Cathy Guisewite para dar vida vocal à sua criação Cathy (1987) em uma série de telefilmes. Wilhoite mais tarde dublou outra criação de desenho animado, Pepper Ann de Sue Rose (1997) em uma série de TV animada.
No milênio, o trabalho de Kathleen na câmera incluiu os filmes Nurse Betty (2000), Pay It Forward (2000), Quicksand (2003), Perfect Opposites (2004), Firecracker (2005), Winged Creatures (2008), Seeking Justice (2011), Crazy Kind of Love (2013) e The Ride (2018). Além de um papel recorrente em Gilmore Girls (2000), ela teve participações especiais em "Touched by an Angel", "24", "Boomtown", "Will & Grace", "Charmed", "The Ghost Whisperer", " Boston Legal", "Criminal Minds", "Grey's Anatomy", "Battle Creek", "The OA" e "Yellowstone".
Casada com o produtor musical/baterista David Harte e mãe de três filhos, Kathleen foi contratada pelo marido para sua gravadora "The Daves" (o outro "Dave" é o agente David Surnow) e lançou dois CDS - "Pitch Like a Garota" (1997) e "Shiva" (2000). Em sincronia com sua atuação ousada e estilo musical, ela escreveu e executou um show autobiográfico de uma mulher, "Stop Yellin'", dirigido por Kathy Najimy, no qual ela canta sua própria música e realiza monólogos.