Kate Elizabeth Winslet ble født 5. oktober 1975 i Reading i Berkshire. Foreldrene er Sally Anne (født Bridges) og Roger John Winslet. Hun har også to søstre, Beth og Anna, og én bror; Joss Winslet. 11 år gammel begynte Winslet å få dramaundervisning på Redroofs Theatre School i Maidenhead, Berkshire. Da hun var 12 år var hun med i en reklame for frokostblandingen Sugar Puffs. Reklamen ble regissert av Tim Pope, som mente at skuespill lå «naturlig» for henne. På fritiden drev hun på med teater på Starmaker School of Drama, hvor hun i løpet av tenårene deltok i over 20 oppsetninger av forskjellige teaterstykker: hun spilte blant annet fru Hannigan i og Raksha i .