Katherine Elizabeth Upton nasceu em St. Joseph, Michigan, filho de Shelley Fawn (Davis), campeã estadual de tênis do Texas, e Jefferson Matthew Upton, diretor de atletismo do ensino médio. Seu tio é o congressista de Michigan, Fred Upton. Upton sempre soube que ela queria ser modelo. Desde que assinou com a IMG Models em 2010, Kate conquistou o mundo. Nos últimos dois anos, Kate apareceu na capa da lendária edição da revista Sports Illustrated Swimsuit, que levou a um ataque de mídia sobre o jogador de 21 anos. O estrelato de Kate foi elevado a um patamar ainda mais alto com a capa da American Vogue lançada em junho de 2013 por Mario Testino, cuja autora declara "American Dream Girl: Como Kate Upton se tornou a supermodelo mais quente da Terra". Ela apareceu em Jimmy Kimmel, no Late Night com Jimmy Fallon, no The Ellen Show, no Late Show, no Saturday Night Live, no The Dan Patrick Show e no Le Grand Journal, e continua sendo um dos nomes mais pesquisados no Google.
Além da Sports Illustrated, Kate apareceu nas capas da Vogue Italia, Vogue Britânica, CR Fashion Book, Cosmopolitan, French ELLE, GQ, GQ Italiana, GQ Alemã, Jalouse, Sunday Times Style, Revista, The Daily e Muse Magazine. Já apareceu em editoriais de moda para a Vogue Americana, Vogue Espanha, V Magazine, Harper's Bazaar e Russian Interview, e já trabalhou com fotógrafos como Mario Testino, Steven Meisel, Terry Richardson, Alasdair McLellan, Bruce Weber, Sebastian Kim e Guy Aroch. Matt Jones, Miguel Reveriego, Norman Jean Roy, Josh Olins, Gilles Bensimon, Yu Tsai, Sebastian Faena, Walter Iooss, Ellen von Unwerth e Stewart Shining. Um favorito de notáveis de alta moda como Stephen Gan, Tonne Goodman, Carlyne Cerf, Carine Roitfeld e Katie Grand, Kate também foi baleado para o Catálogo de Exposições do Metropolitan Museum of Art "Schiaparelli e Prada: Impossible Conversations" em 2012. Modeloscom exclama, "O mercado sexy acaba de ficar um pouco mais competitivo graças à ascensão meteórica de Kate Upton. A edição de maiôs da Sports Illustrated foi um grande golpe, mas a dinâmica continua crescendo com cobertura após capa. Não podemos nos lembrar da última vez que um novato fez tanto barulho!"
O vídeo de Kate no YouTube dela dançando "Teach Me How to Dougie", de Cali Swag District, no ano passado, foi o número um que assistiu a vídeos no Twitter e no Google por várias semanas. Ela tem uma reputação empreendedora por criar hits virais e o clipe tem mais de 8 milhões de visualizações.
Conhecida por sua personalidade vivaz e físico incrível, Kate tem sido o rosto de Sam Edelman, Accessorize, Adivinha Lingerie, Guess Jeans, Acessórios Guess, Liverpool, Dylan George e Dooney & Burke. Ela também trabalhou com Gillette, Skullcandy Headphones e Beach Bunny Swimwear, até mesmo projetando uma coleção de Beach Bunny Swimwear. Ela estrelou comerciais para Mercedes-Benz, Carl's Junior e Sobe, e estrelou em The Other Woman (2014), do diretor Nick Cassavetes.
Kate reside em Nova York. Kate é cinco vezes campeã mundial de equitação e gosta de passear no celeiro, andar a cavalo e é uma ávida fã de esportes.