Katy O’Brian, de ascendência afro-americana e euro-americana, começou nas artes marciais aos 5 anos e conquistou a faixa marrom em Shorei Goju Ryu aos 9. Estudou psicologia e estudos germânicos na Indiana University Bloomington, onde obteve a faixa preta em hapkido e formação como cadete policial. Trabalhou sete anos como policial em Carmel, Indiana, com foco em intervenção em crises. Também competiu em fisiculturismo e estudou atuação.
Em 2016, mudou-se para Los Angeles para seguir carreira como atriz. Deu aulas de defesa pessoal na UCLA e treinou Muay Thai e jiu-jitsu brasileiro. Atuou em The Walking Dead, Z Nation, Black Lightning, Westworld, Agents of S.H.I.E.L.D. e como Elia Kane em The Mandalorian. Em 2023, interpretou Jentorra em Ant-Man and the Wasp: Quantumania. Em 2024 estrelou Love Lies Bleeding com Kristen Stewart e entrou para Mission: Impossible – The Final Reckoning (2025) como mergulhadora da Marinha.
