Kathryn McGuire, über deren Geburtsdatum widersprüchliche Angaben vorliegen, begann ihre Showkarriere als Tänzerin. Der Regisseur Thomas H. Ince entdeckte die junge Frau und bot ihr einen ersten Filmvertrag an. In der Folgezeit drehte Kathryn McGuire vor allem Komödien für Mack Sennett und Lupino Lane. 1922 gehörte sie zu den ersten Schauspielerinnen, die zu den WAMPAS Baby Stars gekürt wurden. Ihre heute bekanntesten Rollen hatte sie als Partnerin von Buster Keaton in den Stummfilm-Komödien Sherlock, jr. und Der Navigator, beide aus dem Jahr 1924. Nach Beginn des Tonfilmes endete ihre Karriere rasch und bereits 1930 drehte sie ihren letzten von über 80 Filmen. Ende der 1950er-Jahre kehrte McGuire nochmal kurzzeitig mit Gastrollen in zwei Fernsehserien ins Schauspielgeschäft zurück.
McGuire war bis zu seinem Tod im Jahre 1955 mit George Landy, einem Publicitymanager für Filmstudios, verheiratet – ihre gemeinsame Tochter wurde 1936 geboren. Kathryn McGuire starb 1978 im Alter von 74 Jahren an einer Krebserkrankung.