Formée à l'École nationale supérieure des arts et techniques du théâtre de Paris, elle était surtout une actrice de second rôle notamment chez Roman Polanski, Mike Newell et Brian De Palma avant que sa prestation dans Le Patient anglais et sa nomination aux Oscars en 1997 ne la fassent connaître du grand public et n'en fassent une star. Kristin Scott Thomas a fait des apparitions dans plusieurs grands films commerciaux connus comme Quatre mariages et un enterrement, Mission impossible et Arsène Lupin. Séparée de François Olivennes, médecin et professeur renommé en gynécologie et en obstétrique avec lequel elle a eu trois enfants : Hannah (née en 1988), Joseph (né en 1991) et George (né en 2000), elle partage désormais sa carrière entre la France, le Royaume-Uni et les États-Unis. Elle vit actuellement à Paris et possède également la nationalité française. Kristin Scott Thomas, qui parle un français parfait, déclare se considérer plus Française qu'Anglaise.