Кейт Шортланд родилась 10 августа 1968 года в городе Темора, штат Новый Южный Уэльс, Австралия. Она училась в школе австрийского кино, телевидения и радио. Еще во время обучения в школе получила премию «Southern Star» как «Перспективный студент».
Свою режиссерскую карьеру Кейт начала с производства нескольких короткометражных фильмов: «Strap on Olympia», «Pentuphouse», «Flower Girl» и «Joy». В 2001 году Кейт выступила в роли одного из режиссеров сериала «Наша секретная жизнь». В 2004 году она выпустила свой дебютный полнометражный фильм под названием «16 лет. Любовь. Перезагрузка». Фильм получил положительные отзывы кинокритиков и был показан на Каннском кинофестивале.
Второй полнометражной работой режиссера Кейт Шортланд стал фильм «Лоре», который был показан в рамках Кинофестиваля в Сиднее. Также фильм выиграл приз «Prix du Public» на Международном кинофестивале в Локарно, премию «Бронзовый конь» в номинации «Лучший фильм» на Международном кинофестивале в Стокгольме и был выбран в качестве номинанта на премию «Оскар» в категории «Лучший фильм на иностранном языке», но не попал в окончательный шорт-лист.
В 2017 году в прокат вышел драматический триллер под названием «Берлинский синдром», основанный на одноименном романе писательницы Мелани Йоостен, в котором Кейт Шортланд выступила в качестве режиссера. Главные роли в фильме исполнили Тереза Палмер и Макс Римельт. Премьера фильма состоялась на Кинофестивале «Сандэнс» 20 января 2017 года.