Lang est née dans la petite ville rurale de Consort, Alberta et a grandi dans les prairies canadienne ; elle est d'origine allemande, Sioux et islandaise par son père, et elle a une arrière grand-mère russe juive du côté de sa mère. Chantant à des rencontres de country et de western au Canada, elle enregistra plusieurs chansons qui reçurent des critiques favorables et elle obtint en 1985 un Juno Award de l'espoir féminin en chant. Elle reçut le prix en robe de mariée.
En 1986, elle signa un contrat avec une maison de disques américaine à Nashville (Tennessee), et rencontra le succès critique pour son album de 1987, Angel with a Lariat. Sa carrière reçut un grand coup de pouce quand le légendaire chanteur de rock
Roy Orbison la choisit pour enregistrer un duo de son succès Crying. Au lieu d'être submergés par la puissance de la voix à trois octaves d'Orbison, les deux interprètes mêlèrent leur extraordinaire étendue vocale dans une collaboration médusante qui gagna le Grammy Award de la meilleure collaboration chantée de country. En 1988, elle interpréta Turn me Round à la cérémonie de clôture des quinzièmes Jeux olympiques d'hiver à Calgary. Plus tard dans l'année, elle devait chanter avec Jennifer Warnes et Bonnie Raitt les choeurs de l'émission consacrée à Orbison, Roy Orbison and Friends, A Black and White Night.
K.d. lang gagna le Grammy Award de la meilleure performance vocale féminine de country pour son album de 1989, Absolute Torch and Twang. Le titre Full Moon of Love issu de cet album devint un modeste succès aux États-Unis durant l'été 1989.
En plus de ses talents musicaux, k.d. lang, qui s'est affirmée publiquement comme lesbienne dans un article de 1982 du magazine d'actualité gay The Advocate, a soutenu activement des causes lesbiennes. En 1997, elle embrasse
Ellen DeGeneres à la remise du Los Angeles Gay and Lesbian Center Creative Integrity Award. Elle a aussi soutenu plusieurs autres causes, comprenant la recherches sur le sida et les soins donnés aux séropositifs. Elle est parfois connue pour son utilisation d'une apparence physique androgyne. Ses convictions végétariennes des droits des animaux incluant une campagne « La viande pue » provoqua une forte polémique, en particulier dans l'industrie d'élevage de bétail de sa ville natale au milieu de l'Alberta.
L'album Ingenue, sorti en 1992, contient sa chanson la plus populaire, Constant Craving, qui a atteint plusieurs millions de disques vendus, un succès critique retentissant, et le Grammy Award de la meilleure chanteuse pop ou de variétés. Un autre titre de l'album à entrer dans les dix meilleures ventes fut Miss Chatelaine ; cette chanson à l'inspiration salsa était ironique, l'apparence masculine de Lang contrastant avec l'idéal féminin du titre.
En 1993, elle figure en qualité de vedette dans le film situé en Alaska Salmonberries, aux critiques médiocres. Elle écrivit la plupart de la musique de la bande originale du film de
Gus van Sant Even Cowgirls Get the Blues, qui adapte le roman de Tom Robbins. Elle a aussi exécuté une reprise de "Skylark" pour l'adaptation au cinéma du livre
Minuit dans le jardin du bien et du mal. Elle a aussi interprété "Surrender" pour le générique de fin du film de James Bond
Demain ne meurt jamais, ayant déjà travaillé avec le compositeur David Arnold sur son album Shaken and Stirred: The David Arnold James Bond Project.
En 1996, elle est nommée officier de l'Ordre du Canada. La pochette de l'album Drag la montre à nouveau en costume d'homme, tandis que les chansons tournent toute autour du thème de la cigarette.
En 2003, elle reçoit son quatrième Grammy Award, cette fois pour le meilleur album traditionnel pour sa collaboration avec Tony Bennett, A Wonderful World. Hymns of the 49th Parallel, son album de reprises de classiques canadiens (Leonard Cohen,
Joni Mitchell,
Neil Young, Jane Siberry...), rencontre toujours autant de louanges (voir ).
Le 29 juillet 2006, Lang a chanté son succès, "Constant Craving", à la cérémonie d'ouverture des Jeux Outgames à Montréal.
En 2006, on la retrouve dans une petite scène du film
Le Dahlia Noir de
Brian De Palma, dans lequel elle chante dans un bar lesbien.
Le 12 février 2010, elle chante "Hallelujah" de Leonard Cohen lors de la cérémonie d'ouverture des jeux olympiques d'hiver de Vancouver.