凱莉羅素出生於美國加州，曾於1991年時主持《米老鼠俱樂部》開始她的演藝生涯，1993年離開該節目後搬至洛杉磯尋找成為演員的機會。1996年時參演NBC《年少情狂》讓她漸漸出名，不過真正讓她聲名大噪的是在1998時主演《費莉絲蒂》，也因為演出該劇讓她獲得人生中第一座金球獎。

隨著《費莉絲蒂》在2002年劇終，凱莉羅素轉向參演大銀幕作品，包括《不可能的任務3》、《人魔線索》、《女侍情緣》、《猩球崛起：黎明的進擊》....等，但同時間，她也積極攻佔小螢幕，2013時演出《冷戰諜夢》，該劇聲勢逐漸看漲，也讓她再度入圍2017年金球獎最佳劇情類影集女主角。