Actrice et mannequin américaine, Kim Greist a d’abord été mannequin, notamment en Europe durant son adolescence. A son retour aux États-Unis à l’âge de 20 ans, elle se lance dans la carrière d’actrice et se produit dans des spectacles off-Broadway. En 1984, elle est repérée par des producteurs qui lui offrent un rôle dans le film d’horreur C.H.U.D. (Cheek, 1984), ce qui lui permet ensuite de tourner avec Terry Gilliam dans le culte Brazil (1985).
Après avoir joué dans la série Deux flics à Miami, produite par Michael Mann, le réalisateur la dirige pour interpréter l’épouse du héros dans le polar Le sixième sens (Mann, 1986). L’année suivante, elle joue dans la comédie de Danny de Vito Balance maman hors du train (1987). Elle se consacre ensuite à la télévision et notamment la série Un flic dans la mafia.
Le cinéma l’oublie peu à peu et elle ne revient que dans le flop Why Me ? Un plan d’enfer (Quintano, 1990) avec Christophe Lambert, L’incroyable voyage (Dunham, 1993), L’incroyable voyage à San Francisco (Ellis, 1996), puis quelques productions télévisées. Depuis 2001, Kim Greist s’est retirée de toute vie publique.