Katherine von Drachenberg nació en Montemorelos, Nuevo León, México. Sus padres, René y Sylvia (de soltera Galeano), ambos misioneros de la Iglesia Adventista del Séptimo Día, nacieron en Argentina y son de ascendencia alemana, italiana, española e indígena, respectivamente. Von D tiene una hermana, Karoline, y un hermano, Michael. Se mudó con su familia de México al Inland Empire a los cuatro años y creció en Colton, California. Von D recibió formación clásica en piano a los seis años. Von D habla español e inglés.
Von D atribuye a su abuela paterna, Clara von Drachenberg, su inspiración en la música y el arte, y a la cultura del condado de San Bernardino como una gran influencia en su arte y estilo del tatuaje. Comenzó a escuchar a los Ramones, Misfits y otras bandas de punk rock a la edad de 12 años. Se hizo su primer tatuaje a los 14 y dejó la escuela a los 16 para convertirse en tatuadora.
Cuando tenía 15 años, Von D fue enviada a Provo Canyon School durante seis meses, una instalación notoria de la industria de adolescentes con problemas, donde dice que sufrió abusos. Provo Canyon School es el mismo internado al que asistió Paris Hilton; Hilton también ha alegado que fue abusada mientras asistía a esta escuela.
Von D apareció en dos temporadas de Miami Ink, el reality show grabado en 305 Ink en Miami para la cadena de cable TLC. Le ofrecieron el puesto después de que su compañero artista Darren Brass se fracturara el codo,lo que le impidió seguir tatuando. Durante su participación en el programa, tuvo una pelea con Ami James, lo que la llevó a dejar el estudio y el programa.
Posteriormente, adquirió su propia serie de TLC, LA Ink, que narraba su trabajo en su estudio de tatuajes, High Voltage Tattoo, en Hollywood, California. En el programa, rompió el récord mundial Guinness de la mayor cantidad de tatuajes hechos por una sola persona en 24 horas, con un total de 400. Logrado en diciembre de 2007, involucró un logotipo diseñado por Von D para la ciudad de Los Ángeles, cuyas ganancias se destinaron a la organización benéfica para niños ciegos Vitamin Angels. LA Ink tuvo cuatro temporadas, finalizando el 15 de septiembre de 2011; TLC anunció la cancelación el 18 de agosto de 2011. Von D ha declarado públicamente que la cancelación se debió a que decidió no continuar con el programa.
Su primer libro, High Voltage Tattoo , que recopila sus obras de arte y tatuajes, con prólogo de Nikki Sixx de Mötley Crüe, se publicó en enero de 2009 y alcanzó el puesto número 6 en la lista de los más vendidos del New York Time. Von D describió el libro como "no una autobiografía, ¿sabes?, porque soy demasiado joven para hacer eso. Pero es como un resumen ilustrado de mi carrera como artista. Así, se ve de todo, desde mis dibujos cuando tenía seis años hasta tatuajes nunca antes vistos". Su segundo libro, The Tattoo Chronicles, un diario ilustrado que relata un año de su vida, se publicó el 26 de octubre de 2010 y alcanzó el puesto número 3 en la lista de los más vendidos de tapa dura "Consejos y miscelánea" del New York Times.
En 2008, Von D creó y lanzó una línea de maquillaje para Sephora. Ha lanzado nuevas colecciones cada año y ha ampliado su línea para incluir fragancias. En 2012, a través de Sephora, su New American Beauty Art Tour benefició a la organización benéfica Art of Elysium. En junio de 2016, anunció que todos los productos de la línea se reformularían para ser veganos. En agosto de 2016, la línea lanzó un lápiz labial de edición limitada llamado Project Chimps, con un 20% de las ventas donadas a Project Chimps, una organización dedicada a brindar atención a chimpancés de investigación retirados.
Von D es el creador de la Convención de Tatuajes y Festival de Música MusInk, que comenzó en 2008. Musink es un festival de tatuajes, música y arte para todas las edades ubicado en el sur de California.
El 2 de septiembre de 2010, Von D abrió la galería de arte y boutique Wonderland Gallery en el espacio contiguo a High Voltage Tattoo. Lanzó las líneas de ropa KVD Los Angeles y Kat Von D Los Angeles en los EE. UU. y Canadá en el otoño de 2011, y esta última se expandió internacionalmente al año siguiente.
Von D prestó su voz femenina a la canción «Rosary Blue» en X, un álbum de estudio de 2012 de la banda finlandesa de rock gótico The 69 Eyes. En agosto de 2013, tuiteó que Dave Grohl y el productor Danny Lohner habían terminado dos temas de un álbum que ella había hablado de grabar ya en 2011.
En 2016 grabó voces para el dúo de música electrónica, Prayers, en la canción "Black Leather", y apareció en el vídeo de la banda para la canción.
En 2018, colaboró con Rooney Mara, Sia, Sadie Sink y Joaquin Phoenix para narrar el documental sobre los derechos de los animales de Chris Delforce, Dominion. Por su contribución al documental, recibió el Premio a la Excelencia en Narración de 2018 de los Hollywood International Independent Documentary Awards. Von D hace una aparición especial en tres canciones del álbum de 2018 Alive in New Light de IAMX. También apareció en el álbum Dark All Day de la banda de synthwave Gunship en la canción «Black Blood, Red Kiss».
El 16 de enero de 2020, Von D anunció la venta de su marca de belleza homónima a su empresa matriz, Kendo Brands (filial de LVMH ). La línea cambió su nombre a "KVD Vegan Beauty". Según la empresa, las siglas KVD significaban "Bondad, Belleza Vegana y Descubrimiento (y Hacer el Bien)". A esto le siguió otro cambio de nombre el martes 2 de marzo de 2021: "KVD Beauty", donde KVD significa "Kara", "Veritas" y "Decora". Esto se traduce como "Valor", "Verdad" y "Belleza", respectivamente.
