Kelly McGillis ist die Tochter des Arztes Donald McGillis und dessen Frau Joan, geb. Snell. 1982 wurde sie von zwei Männern, die in ihr Apartment eingebrochen waren, vergewaltigt. Als sie 1988 in Angeklagt die Rolle der Staatsanwältin spielte, in dem eine Gruppenvergewaltigung thematisiert wird, machte sie diesen Vorfall öffentlich und engagiert sich seitdem zu diesem Thema.[1]
1983 spielte McGillis in ihrem ersten Film Ruben, Ruben neben Tom Conti gleich eine Hauptrolle. In dem Film Der einzige Zeuge (1985) verkörperte sie die zu den Amischen gehörende Rachel Lapp, die von dem Polizisten John Book (Harrison Ford) beschützt wird. Für diese Rolle wurde sie 1986 für einen Golden Globe und für den BAFTA Award nominiert. Von amischer Seite wurde sie jedoch stark kritisiert, da sie, um sich auf die Rolle gut vorzubereiten, sich unter Vorspiegelung falscher Tatsachen Zugang zu einer amischen Familie verschafft hatte.[2] Ihre bekannteste Rolle hatte sie als Dozentin und Freundin des Fliegers Maverick (gespielt von Tom Cruise) in Top Gun – Sie fürchten weder Tod noch Teufel (1986).
Nach den Erfolgen von Der einzige Zeuge und Top Gun folgten weitere Hauptrollen in Hollywood-Streifen wie Made in Heaven (1987), Angeklagt, Das Haus in der Carroll Street (beide 1988) und The Babe – Ein amerikanischer Traum (1992). Sie trat auch in jüngerer Vergangenheit noch in Spielfilmen und Serien auf, aber eher in Nebenrollen. Auf die Frage, warum sie nicht für die 2022 erschienene Top Gun-Fortsetzung Top Gun: Maverick verpflichtet wurde, antwortete sie 2019, dass sie mittlerweile für Hollywood offenbar „zu alt und zu dick“ sei.[3]
McGillis war mit Boyd Black und Fred Tillman verheiratet. Sie hat zwei Töchter[4] und lebte in Pennsylvania. 2009 erklärte sie in einem Interview, sie sei lesbisch und ihr nächster Lebenspartner würde sicher eine Frau sein.[5] Im September 2010 heiratete McGillis ihre Lebensgefährtin Melanie Leis, wohnte mit ihr in Collingswood und arbeitete als Betreuerin von Alkohol- und Drogensüchtigen in Bridgeton (New Jersey). Die Ehe wurde ein Jahr später wieder geschieden.[6][7][8][9]
McGillis lebt in Hendersonville, North Carolina und lehrt Schauspiel am The New York Studio for Stage and Screen NYS3 in Asheville, North Carolina.[10]