Mit dem Film “Blue Crush” im Jahr 2002 wurde sie sehr berühmt. In der Folge stieg die Nachfrage nach Rollen für Kate, und natürlich stieg auch ihr Vermögen. Der Film kam bei den Zuschauern gut an und spielte an den Kinokassen 40 Millionen Dollar ein. Er wurde auch von der Kritik gelobt. Sie bekam die erste Rolle in dem Film “Der Pferdeflüsterer”, weil der Regisseur eine Person wollte, die sich bereits mit dem Reiten auskennt. Aus diesem Grund wurde Kate für diese Rolle ausgewählt. Im Laufe der Jahre wurde Bosworth für verschiedene Filme nominiert, wie z.B. “Blue Crush” für den besten weiblichen Durchbruch, “Best Onscreen Duo” bei den MTV Movie Awards und “Win a Date with Tad Hamilton”.
Zu den Filmen, in denen Kate mitgewirkt hat, gehören “7th Heaven”, “Young Americans”, “Blue Crush”, “The Rules of Attraction”, “Superman Returns”, “21”, “Straw Dogs”, und “Big Sur”. Sie hat auch für zwei Videospiele vorgespielt – Superman Returns und CR: Superman Returns.
Kate Bosworth gab im August 2012 ihre Verlobung mit dem amerikanischen Regisseur Michael Polish bekannt. Er hat Kate Bosworth in seinem Film “Big Sur” inszeniert.