Kate est née à Fort Worth au Texas, fille de Beverley Sue (née Simon) esthéticienne et employée dans une agence de voyage, et Edwin Leon Nail, un employé de compagnie aérienne1,2.

Elle déménage à Saint-Louis dans le Missouri à l'âge de cinq ans.

Son nom vient de son premier mari Robert Capshaw (mariée de 1976 à 1980) avec qui elle aura une fille Jessica Capshaw.
Kate s'en va à New York pour poursuivre son rêve d'actrice, son premier rôle sera dans un soap opera Love of Life. Elle rencontre son mari actuel, Steven Spielberg, en 1984 lors du tournage d'Indiana Jones et le temple maudit. Ils se marient en 1991. Ils ont cinq enfants dont deux ont été adoptés et deux sont acteurs (Jessica Capshaw et Sasha Rebecca Spielberg).