Първата сериозна връзка на британската актриса започва, когато тя е само 15-годишна. Тогава тя среща 12 години по-възрастния от нея актьор и писател Стивън Тредре. Двамата са заедно между 1991 и 1995 г., а след раздялата остават приятели. За съжаление, по-късно Стивън умира от рак, което Кейт преживява много тежко. Година след смъртта на Тредре актрисата се запознава с режисьора Джеймс Триплтон. Двамата се женят през 1999 г. и имат дъщеря – Миа. За съжаление, бракът им приключва през 2001 г., а Кейт описва този период от живота си като „бъркотия“. Малко след това в живота ѝ се появява друг режисьор – Сам Мендес („Американски прелести“, „Скайфол“). Покрай тази връзка Кейт се мести да живее в Ню Йорк, а през 2003 г. стават съпрузи и се сдобиват със син.