Kate O’Mara est la fille de l’actrice britannique Hazel Bainbridge qui l’a poussée à devenir comédienne dès son enfance. Si l’adolescente se lance finalement dans le domaine de l’orthophonie, elle finit par revenir à son premier amour, le théâtre. Kate O’Mara se produit sur scène dès 1963 et entame parallèlement une carrière à la télévision. Au cinéma, elle apparaît dans Carnage (Hartford-Davis, 1967), Le ballet des espions (Gallu, 1968) et La haine des desperados (Levin, 1969). A la télévision, on la voit dans des séries populaires comme Le Saint et Chapeau melon et bottes de cuir. Puis elle est engagée par la firme Hammer.
Kate O’Mara joue alors dans The Vampire Lovers (Ward Baker, 1970), Les horreurs de Frankenstein (Sangster, 1970) et retourne très rapidement à la télévision.
Au cinéma, on la revoit à l’affiche de Top Secret (Edwards, 1974) et Les affamés du désir (O’Hara, 1976). Au cours des années 80, l’actrice se consacre à la télévision incarnant des rôles importants dans les séries Triangle, Docteur Who et Howard’s Way, mais c’est son rôle de Cassandra ‘Caress’ Morrell dans Dynastie qui a marqué le public. Elle participe ensuite à de nombreuses séries dont Absolutely Fabulous et Family Affairs.
Kate O’Mara est décédée en 2014 à l’âge de 74 ans.