Nata nel 1985, Keira Christina Knightley, figlia dell'attore Will Knightley e della sceneggiatrice Sharman Macdonald, cominciò ad avere la passione del cinema quando a 7 anni chiese un agente come regalo di compleanno; iniziò a recitare solo a nove anni, nel tv-movie A Village Affair, a cui seguirono numerose apparizioni in trascurabili produzioni televisive, fino alla partecipazione al film Star Wars Episodio I - La minaccia fantasma (1999) di George Lucas, nel piccolo ruolo di Sabè. Keira ha un fratello più grande che lavora nel canale televisivo inglese BBC come tecnico delle luci. Dopo The Hole, nel 2001 è una dei protagonisti di Sognando Beckham, commedia che ha riscosso un grande successo di pubblico in Inghilterra, portando Keira alla notorietà. Segue il ruolo della volitiva Elizabeth Swann nell'avventuroso La maledizione della prima luna (2003, accanto a Johnny Depp e Orlando Bloom), suo esordio hollywoodiano ed enorme successo commerciale, che la rivela come una delle attrici più promettenti della sua generazione.

Indicata da molti come la nuova Julia Roberts, dotata di grande presenza scenica e notevole espressività, Keira interpreta nel 2004 un'inedita Ginevra nel kolossal King Arthur, insuccesso al box-office, ma successo personale dell'attrice, apprezzata dalla critica. Sempre più lanciata nello star-system, partecipa al corale Love Actually nel ruolo di Juliet ed è la misteriosa Jackie nel thriller The Jacket, a fianco di Adrien Brody.

Nel 2005 la prima prova da protagonista assoluta, in Orgoglio e pregiudizio, tratto dall'omonimo romanzo di Jane Austen, per la quale viene candidata sia ai Golden Globe che agli Oscar, seguito da Domino, nel ruolo della cacciatrice di taglie Domino Harvey. Nello stesso anno ha vestito nuovamente i panni di Elizabeth Swann nel sequel de La maledizione della prima luna, Pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma, e l'anno successivo ancora, nell'ultimo Pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo.

Nel 2007 la si rivede sul grande schermo con la trasposizione dall'omonimo best seller di Ian McEwan: Espiazione, sempre diretta da Joe Wright.

Per quanto riguarda l'ambito sentimentale, la Knightley è legata al collega Rupert Friend. Nel 2007 è diventata la nuova testimonial di Coco Chanel sostituendo Kate Moss.