Urodziła się w 1964 r. w Philadelphii. Gdy była dzieckiem często chorowała na zapalenie płuc i kiedy miała sześć lat matka, nauczycielka, zdecydowała się przeprowadzić na Florydę. Wyjechali w trójkę ze starszym bratem Kate, ojciec nigdy do nich nie dołączył. Niepełna rodzina, nieobecność w jej domu zwierząt, które zawsze uwielbiała, samotność – to wszystko znalazło odzwierciedlenie w jej późniejszej twórczości.

W roku 1987 skończyła filologię angielską na Uniwersytecie na Florydzie. W 1994 przeniosła się do Minneapolis.
Pierwszą książkę "Dzięki tobie, Winn-Dixie" (Because of Winn-Dixie) napisała w 2000 r. W Polsce została wydana w 2003 r. Powieść została uhonorowana prestiżową nagrodą Newbery Honor Book i otrzymała niezliczoną ilość nagród zarówno krytyków, jak i bibliotek, pedagogów, rodziców i małych czytelników.

W 2001 r. Kate DiCamillo napisała drugą powieść "Tygrys się budzi" (The Tiger Rising) - wydanie polskie w przygotowaniu w 2008r. Powieść jest finalistą bardzo prestiżowej National Book Award. Akcja obu powieści toczy się na Południu Stanów, na Florydzie, gdzie pisarka spędziła dzieciństwo. O Dzięki tobie Winn-Dixie powiedziała, że „zrodziła się z tęsknoty za domem i pragnienia posiadania psa. W powieści Tygrys się budzi główny bohater cierpi po śmierci matki i w końcu znajduje pocieszenie w przyjaźni. „Sądzę, że dorośli nie zawsze rozumieją, ile dla dzieci znaczy przyjaźń. Przyjaciele są największym błogosławieństwem mojego życia”.

Trzecią książkę "Dzielny Despero. Opowieść o myszce, księżniczce, zupie i szpulce nici" (The Tale of Desperaux) DiCamillo ( 2003; pierwsze polskie wydanie 2005) napisała na prośbę syna przyjaciółki: „Ma być o jakimś nieprawdopodobnym bohaterze. Z wyjątkowo dużymi uszami”.

W 2006 r. powstała "Cudowna podróż Edwarda Tulane" (The Miraculous Journey of Edward Tulane) - wydanie polski w przygotowaniu. Porcelanowy królik, prawdziwy prezent gwiazdkowy Kate, stał się bohaterem wzruszającej opowieści o jego długiej wędrówce, pełnej trudów i cierpienia, podczas której przestaje być samolubnym egoistą i uczy się, co to znaczy kochać. Książka otrzymała Boston Globe-Horn Book Award for Fiction.

Kate DiCamillo mieszka w Minneapolis w Minesocie. Cały czas pisze. Mówi, że poprzez swoje książki pragnie wyrazić miłość do świata.