Urodzona w 1933 roku Novak nie przepadała za nauką i po ukończeniu szkoły średniej zaczęła pracę jako sprzedawczyni w sklepie. Terminowała także jako modelka, ale nie była to praca stała.
W 1954 roku wyjechała za sławą do Los Angeles i udało się jej dostać małą rólkę w produkcji RKO "
Francuska linia".
Prawdziwy początek jej kariery miał miejsce dopiero wtedy, gdy w wpadła w oko szefowi wytwórni Columbia,
Harry'emu Cohnowi. Szukał on aktorki, która mogłaby rywalizować o względy męskiej publiczności z
Marilyn Monroe i dostrzegł w Kim odpowiedni potencjał. Po kilku lekcjach aktorstwa Novak wystąpiła w filmie "
Szach-mat" i wypadła na tyle dobrze, że podpisał z nią długoterminowy kontrakt. Kolejny jej obraz: "
Piknik" (z
Williamem Holdenem jako partnerem) stał się przebojem kasowym sezonu i otrzymał dwa Oskary. Od tego momentu stała się jedną z najpopularniejszych gwiazd Hollywood. Następne filmy Kim ("
Złotoręki", "
Ostatnie akordy", "
Jeanne Eagels") dzięki jej urodzie cieszyły się sporym powodzeniem, jednak prawdziwe hity były dopiero przed nią. Wystąpiła u boku
Rity Hayworth i
Franka Sinatry w produkcji "
Kumpel Joey" - obraz ten odniósł wielki sukces kasowy, chociaż nie był doceniany przez krytyków. W 1958 r. zagrała razem z
Jamesem Stewartem w najlepszym swoim filmie, arcydziele
Hitchcocka "
Zawrót głowy", a rok później pojawiła się u boku
Fredrica Marcha w dramacie "
W środku nocy".
Jak się okazało, były to ostatnie ważne tytuły w jej karierze. Pojawienie się nowej generacji aktorów na początku lat 60. spowodowało spadek zainteresowania klasycznymi pięknościami w typie Kim Novak. Zaczęła ona dostawać coraz słabsze propozycje, grała coraz mniej i w co najwyżej średnich produkcjach; aż w końcu zdecydowała się całkowicie wycofać z ekranu.
Jej ostatni film to "
Wychodząc z mroku" z 1991 roku.