Kyra Sedgwick est née en 1965 de riches parents à New York. Elle est diplômée de l'Université de Californie méridionale (University of Southern California USC). En 1982, elle suit des cours de théâtre. Depuis 2005 et jusqu'à ce jour, elle tient le rôle du chef adjoint Brenda Leigh Johnson dans la série américaine, The Closer, son plus grand rôle à la télévision. Sedgwick a reçu son étoile sur le Hollywood Walk of Fame, au côté de celle de son mari, en juin 2009. Sedgwick a été nommée cinq fois aux Emmy Awards et au Golden Globe pour son rôle du chef de police memorable dans The Closer. Elle a gagnée un Satellite Award en 2005 et en 2006, un Golden Globe en 2007, un People's Choice Award en 2009, et un Emmy Award en 2010, tout pour le rôle qu'elle joue dans The Closer. Jusqu'en 2010, Kyra Sedgwick a été six fois nommée aux Golden Globe Awards, dont cinq fois pour son rôle dans The Closer depuis 2006, et une fois comme meilleure actrice dans un second rôle pour Amour et mensonges (Something To Talk About), dans le personnage d'Emma Rae King, ainsi que pour la meilleure actrice principale dans la minisérie Miss Rose White.
Elle est mariée depuis le 4 septembre 1988 à l'acteur Kevin Bacon qu'elle a rencontré la même année sur le tournage du téléfilm Lemon Sky. Elle a deux enfants, Sosie Bacon et Travis. Elle est la tante des chanteurs Justin Nozuka et George Nozuka, et de l'acteur Philip Nozuka (leur mère étant la soeur de Sedgwick). L'actrice mène sa vie, partagée, entre sa maison à New York et Los Angeles, où elle tourne sa série, The Closer au printemps, et souvent en automne. Sa fortune personnelle a été durement affectée par le montage financier frauduleux de Bernard Madoff révélé en décembre 2008. Le couple Bacon-Sedgwick a tout perdu, excepté sa propriété immobilière et ses avoirs sur ses comptes courants.
- 1985 : War and Love : Halina
- 1986 : Tai-Pan : Tess Brock
- 1988 : Kansas : Prostitute Drifter
- 1989 : Né un quatre juillet (Born on the Fourth of July) avec Tom Cruise : Donna, petite amie de Ron
- 1990 : Mr. & Mrs. Bridge : Ruth Bridge
- 1991 : Pyrates : Sam
- 1992 : Singles (film) : Linda Powell
- 1993 : Drôles de fantômes (Heart and Souls) : Julia
- 1995 : Meurtre à Alcatraz (Murder in the First) : Blanche, Hooker
- 1995 : Amour et mensonges (Something to Talk About) : Emma Rae King
- 1995 : The Low Life : Bevan
- 1996 : Phénomène (Phenomenon), avec John Travolta : Lace Pennamin
- 1997 : Critical Care : Felicia Potter
- 1998 : Montana : Claire Kelsky
- 2000 : Labor Pains : Sarah Raymond
- 2000 : What's Cooking? : Rachel Seelig
- 2002 : Personal Velocity: Three Portraits : Delia Shunt
- 2002 : Just a Kiss : Halley
- 2002 : Pour quelques minutes de bonheur (Behind the Red Door) : Natalie
- 2003 : Le Secret des frères McCann (Secondhand Lions) : Mae
- 2003 : Batman: Mystery of the Batwoman (vidéo) : Voice of Batwoman (voix)
- 2004 : The Woodsman : Vicki avec Kevin Bacon
- 2004 : Cavedweller : Delia Byrd
- 2006 : Loverboy : Emily
- 2007 : The Game Plan (Maxi Papa) avec Dwayne Johnson : Stella
- 2009 : Ultimate Game (Gamer) avec Gerard Butler et Michael C. Hall : Gina Parker Smith
- 2010 : Story of a Girl - Debbie
- 2010 : Chlorine - Georgie
- 1981 : Another World (série TV) : Julia Shearer #1 (1982-1983)
- 1985 : Miami Vice (TV): un épisode de la saison 2 "phil the shill" (avec Phil Collins)
- 1985 : Cindy Eller: A Modern Fairy Tale (TV) : Cindy Eller
- 1987 : The Wide Net (TV)
- 1987 : L'Homme qui brisa ses chaînes (The Man Who Broke 1,000 Chains) (TV) : Lillian Salo, Robert's Girlfriend
- 1988 : Lemon Sky (TV) : Carol
- 1990 : Women and Men: Stories of Seduction (TV) : Arlene
- 1991 : Women & Men 2: In Love There Are No Rules (TV) : Arlene Megeffin
- 1992 : Miss Rose White (TV) : Reyzel Weiss / Rose White
- 1993 : Family Pictures (TV) : Nina Eberlin
- 1996 : Les Orages d'un été (Losing Chase) (TV) : Elizabeth Cole
- 1998 : Twelfth Night, or What You Will (TV) : Countess Olivia
- 2000 : Talk to Me (série TV) : Janey Munroe
- 2001 : Hudson's Law (TV)
- 2002 : Door to Door (TV) : Shelly Soomky Brady
- 2002 : un épisode dans la série Ally McBeal
- 2004 : Something the Lord Made (TV) : Mary Blalock
- Depuis 2005 : The Closer (The Closer: L.A. enquêtes prioritaires) : Brenda Leigh Johnson
- 1996 : Les Orages d'un été (Losing Chase) (TV)
- 1998 : Montana
- 2004 : Cavedweller
- 2006 : Loverboy
- 2010 : Story of a Girl
Kyra Sedgwick a reçu le Golden Globe 2007 de la meilleure actrice dans une série télévisée (The Closer). Elle a été six fois en nomination aux Golden Globes à ce jour. En juin 2009, Kyra Sedgwick reçoit son étoile sur le Hollywood Walk of Fame au côté de celle de son mari, Kevin Bacon.