Die spätere Frauenrechtlerin kam am 14. September 1934 in St. Paul (US-Bundesstaat Minnesota) zur Welt. Die Familie war streng katholisch. Ihr Vater, dessen Vorfahren noch in Irland gelebt hatten, arbeitete im Süden der USA, weit entfernt von der Familie, und trennte sich irgendwann ganz von Frau und Kindern. Kate, damals gerade 14 Jahre, stürzte sich in die Literatur.
Millett studierte an der University of Minnesota und am St Hilda's College der Universität Oxford. In dem Buch, das sie berühmt machte, beschreibt Millett das Patriarchat als die älteste Form menschlicher Unterdrückung. Darin definiert sie den Koitus als "Spiegelbild der institutionellen Ungleichheit" zwischen Mann und Frau.
1961 ging sie nach Tokio, wo sie Englisch unterrichtete und Bildhauerei studierte. Ihre Ehe mit dem japanischen Bildhauer Fumio Yoshimura ging 1985 in die Brüche. Ihre Familie brachte sie wegen ihrer manischen Depression in einer geschlossenen Anstalt unter. Diese Erfahrung beschrieb sie in ihrer autobiografischen Reportage "The Loony-Bin Trip" ("Der Klapsmühlentrip") von 1990. Zu Milletts literarischen Werken gehören außerdem u.a. "The Prostitution Papers" (1973), "Flying" (1974), "Sita" (1977), "Going to Iran" (1982) und "The Politics of Cruelty" (1994).