Kyra Sedgwick, filla de la Patricia Sedgwick (nascuda Rosenwald), una professora de llengua i terapeuta familiar, i d'en Henry Dwight Sedgwick V, un inversor de capital risc, va néixer a Nova York el 1965. És descendent per part paterna del jutge Theodore Sedgwick; de l'Endicott Peabody, fundador de la Groton School; d'en William Ellery, firmant de la Declaració d'Independència dels Estats Units d'Amèrica; del reverend John Lathrop; i del governador Thomas Dudley. Kyra Sedgwick és també cosina germana de l'Edie Sedgwick, extrella de les primeres pel·lícules d'Andy Warhol, neboda de l'escriptor John Sedgwick, germana de l'actor Robert Sedgwick i del guitarrista de jazz Mike Stern.