S-a nascut la 26 martie 1985 in Teddington Middlesex, Anglia. Este fiica actorului Will Knightley si a scenaristei Sharman Macdonald si are un frate mai mare, Caleb. Provenita dintr-o familie cu o veche traditie cinematografica, micuta Keira si-a impresionat impresarul inca de la virsta de 3 ani. Patru ani mai tirziu a avut primul sau rol in Royal Celebration. Inca din acea perioada s-a descoperit ca este dislexica, lucru nedeclarat oficial pentru ca nu a sustinut niciodata testele care sa-i confirme diagnosticul. Prima scena nud a fost facuta la 15 ani, in filmul The Hole, in 2001. Este premiata la categoria Best Breakthrough actor, dobandeste un succes rasunator cu filmul Atonement premiat cu premiul Globul de aur. Printre alte premii si nominalizari se numara si premiul Academiei Britanice.