Kristen Bell est née le 18 juillet 1980 dans le Michigan. Elle se passionne pour la comédie dès l'enfance et monte pour la première fois sur scène dans son collège, où elle incarne Dorothy dans Le Magicien d'Oz. Elle passe son premier casting alors qu'elle n'a que 11 ans. Elle apparaît alors dans de nombreuses publicités et continue de décrocher les premiers rôles des productions de son lycée. Elle déménage alors à New York pour suivre des cours d'art dramatique. La jeune femme monte sur les planches de Broadway et incarne Becky dans Les Aventures de Tom Sawyer et donne la réplique à Liam Neeson dans The Crucible.
Décidée à se lancer à la télévision et au cinéma, elle quitte New York pour Los Angeles en 2002. Elle obtient plusieurs petits rôles dans les séries The Shield, Deadwood et Everwood. Elle décroche son premier vrai rôle au cinéma dans Spartan, aux côtés de Val Kilmer. Mais c'est à 24 ans qu'elle rencontre la gloire, lorsqu'elle est choisie pour incarner l'héroïne de la série Veronica Mars. Ce rôle de lycéenne enquêtrice lui vaut les louanges de la critique.
Après l'arrêt de la série, elle devient la voix-off du succès international Gossip Girl. Elle décroche également un rôle dans la série Heroes. Sa carrière au grand écran décolle en 2008 avec le film de Judd Apatow Sans Sarah rien ne va, où elle joue la petite amie de Jason Segel. On la voit également dans Fanboys en 2008, Serious Moonlight avec Meg Ryan en 2009 et Thérapie de couples. La jolie blonde s'engage en parallèle pour les causes qui lui tiennent à cœur. Végétarienne, elle soutient en effet la PETA. Elle a également fait campagne pour Barack Obama en 2010.
Côté cœur, elle a été la petite amie de Kevin Mann pendant cinq ans. Elle est désormais l'épouse de l'acteur Dax Shepard (depuis octobre 2013) et le couple a donné naissance à une petite Lincoln. Le 19 décembre 2014 la famille s'agrandit avec l'arrivée d'une deuxième petite fille, Delta Shepard.