Das US-amerikanische Model Karlie Kloss wurde am 03. August 1992 in Chicago geboren. Im Alter von zwei Jahren zog sie zusammen mit ihren Eltern und ihren drei Schwestern nach St. Louis, wo sie ihre Kindheit verbrachte. Vor ihrer Modelkarriere absolvierte Kloss eine Tanzausbildung an der 'Caston’s Ballet Academy' in St. Louis. Mit 13 Jahren nahm sie erstmals an einer Wohltätigkeits-Modenschau teil und wurde dort prompt entdeckt. 2007 unterzeichnete sie einen Vertrag bei der Modelagentur 'Elite Model Management'. Nach einigen ersten Aufträgen, u.a. für das Chicagoer Scene Magazine oder das Modelabel Abercrombie kids, verließ Kloss 2008 ihr Modelabel und wechselte zu der Konkurrenzagentur 'Next Model Management'. Von da an entwickelte sich ihre Modelkarriere rasant: Allein auf der New York Fashion Week 2008 lief Kloss auf insgesamt 31 Laufstegen, unter anderem für namhafte Designer wie Marc Jacobs und Carolina Herrera. Nach zahlreichen weiteren Laufstegjobs in Mailand und Paris schloss Kloss das Jahr mit insgesamt 64 Auftritten für die Herbstkollektionen ab. Ein zwischenzeitlicher Rechtsstreit zwischen ihrer früheren Modelagentur 'Elite' und ihrem damaligen Arbeitgeber 'Next', in dem Elite seinem Konkurrenten die Abwerbung des jungen Models vorwarf, konnte außergerichtlich geklärt werden. In den folgenden Jahren trat Kloss auf zahlreichen Modenschauen auf und absolvierte Fotoshootings und Kampagnen u.a. für renommierte Designer wie Louis Vuitton, Jean Paul Gaultier, Calvin Klein und Karl Lagerfeld. Sie wurde u.a. für die Modezeitschriften Elle, Vanity Fair und Vogue abgelichtet und trat in Werbekampagnen für Nike, Lacoste, Donna Karan, Dolce & Gabbana und Yves Saint Laurent auf. Nach vier Jahren bei 'Next' wechselte Kloss 2012 zu der Modeagentur 'IMG Models'.

Neben ihrer Modelkarriere hatte Karlie Kloss auch einige Auftritte in verschiedenen TV-Shows, u.a. in einer Episode der US-amerikanischen Sitcom Gossip Girl,in der sie sich selbst spielte. 2011 trat sie erstmals bei der Victoria’s Secret Fashion Show auf und ließ sich zwei Jahre später für den Pirelli-Kalender ablichten. 2015 hatte Kloss einen Gastauftritt als Tänzerin in dem Musikvideo zu Taylor Swifts Single Bad Blood.

Privat ist Karlie Kloss seit 2012 mit dem amerikanischen Unternehmer und Investor Joshua Kushner liiert.