Née le 26 mars 1985 à Londres, Keira Knightley n'est pas totalement étrangère au milieu du cinéma : son père est acteur et sa mère est scénariste. Elle débute dans des téléfilms et comme mannequin publicitaire, puis est sélectionnée pour jouer la dame de compagnie de Padmé Amidala (Natalie Portman) grâce à sa ressemblance troublante avec l’actrice dans Star Wars – épisode 1, La Menace fantôme. Mais c’est au début des années 2000 que sa carrière cinématographique est réellement lancée avec The Hole, Joue-là comme Beckham et le rôle d’Elizabeth Swann aux côtés de Johnny Deep, Orlando Bloom et Geoffrey Rush dans les trois opus de Pirates des Caraïbes. Sa carrière est caractérisée par une nette prédilection pour les films d’époque : Le Roi Arthur (avec Clive Owen), Orgueil et Préjugés (rôle pour lequel elle a été nominée à l’Oscar et aux Golden Globes de la meilleure actrice, prix tous deux finalement obtenus par Reese Witherspoon pour Walk The Line), Reviens-moi (dans lequel elle se pâme d’amour pour James McAvoy), The Duchess, Soie, The Edge of Love, A Dangerous Method ou encore Anna Karenine (aux côtés de Jude Law et Saoirse Ronan), adaptation de Tolstoï par Joe Wright qu'elle retrouve donc une troisième fois. Quand ce n’est pas le cas, elle alterne les rôles mettant en avant sa féminité (Love Actually, notamment avec Alan Rickman ou encore Jusqu'à ce que la fin du monde nous sépare) et d’autres nettement plus masculins (Joue-là comme Beckham ou Domino). Ces derniers temps, elle semble se plaire à jouer des rôles de femmes trompées (Soie, Last Night).
Depuis 2006, elle est l’égérie du parfum Coco Mademoiselle. Elle est aussi le sujet de la chanson Star of the Silver Screen du groupe écossais Endrick Brothers.
Elle a été castée pour jouer la sœur de Natalie Portman dans Deux sœurs pour un roi, mais c’est finalement Scarlett Johansson qui fait face à Eric Bana. Elle devait aussi reprendre le rôle d’Audrey Hepburn dans My Fair Lady, mais abandonnant le projet, c’est Carey Mulligan (avec qui elle partage l'affiche de Never Let Me Go) qui reprend le flambeau.