Née à Liverpool, en Angleterre, Kim Cattrall a grandi sur l'île de Vancouver, en Colombie britannique, au Canada. A 16 ans, elle est partie à New York suivre la formation de l'American Academy of Dramatic Arts.
Après l'obtention de son diplôme, le réalisateur Otto Preminger l'a engagée pour 5 ans. Elle a été la guest star de nombreuses séries, ce qui lui a permis par la suite de tenir des rôles principaux dans Tribute de Bob Clark, pour lequel Jack Lemmon a été cité à l'Oscar, et Ticket to heaven de Ralph L. Thomas, pour lequel elle a été nommée au Genie Award - l'Oscar canadien - de la meilleure actrice.
Kim Cattrall a joué par la suite dans un grand nombre de succès du cinéma dont Police academy de Hugh Wilson, Porky's de Bob Clark, Mannequin de Michael Gottlieb, Masquerade de Bob Swaim, Star trek 6 : Terre inconnue de Nicholas Meyer, Les aventures de Jack Burton dans les griffes du mandarin de John Carpenter,
avec Kurt Russell, Ice princess de Tim Fywell et Le bûcher des vanités de Brian De Palma, avec Tom Hanks. Son interprétation de Jamie dans le film indépendant Live nude girls de Julianna Lavin lui a valu plusieurs prix dans différents festivals. E,n 2008, elle reprend le rôle de Samantha Jones dans Sex and the city - le film, adapté de la série culte.
Côté télévision, elle a partagé avec Jamie Lee Curtis la vedette de l'adaptation télévisée de la pièce The Heidi Chronicles, et de la mini-série d'Oliver Stone Wild Palms.
Parallèlement à ses projets pour le grand et le petit écran, Kim Cattrall se produit régulièrement au théâtre. Elle a joué entre autres dans Vu du pont d'Arthur Miller, Trois soeurs d'Anton Tchekhov, Mademoiselle Julie de Strindberg et Le Misanthrope de Molière.
Elle a fait ses débuts à Broadway face à Ian McKellen dans la production par le National Theater de Londres de l'adaptation de Wild Honey d'après Tchekhov par Michael Frayn. En janvier 2005, elle a joué pour la première fois à Londres dans la production par Sir Peter Hall de Who's Life Is It Anyway ? dans le West End. La pièce a reçu un accueil critique et public très enthousiaste. En décembre 2007, elle a achevé sa seconde saison de la pièce de David Mamet The Cryptogram dans le West End, au Donmar Warehouse.
Kim Cattrall a coécrit le livre Satisfaction, qui figure sur la liste des best-sellers du New York Times. Son livre précédent, "Being a Girl", édité en 2006, abordait les difficultés de l'adolescence.
En 2010, on la retrouve à l'affiche de
The Ghost-writer de Roman Polanski, aux côtés de Ewan McGregor et Pierce Brosnan.
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