Après un diplôme en communication à la Vanderbilt University de Nashville, Kim Dickens poursuit des études de théâtre et d’art dramatique à New York, au Lee Strasberg Theatre and Film Institute, avant d’être diplômée de l’American Academy of Dramatic Arts. En 1995, à la suite de quelques prestations sur scène, elle débute au cinéma dans Les Amateurs d’Alan Taylor puis joue dans La Dernière Cavale (1997), première réalisation de Kiefer Sutherland. Au début des années 2000, la comédienne tient un rôle secondaire dans L’Homme sans ombre aux côtés d’Elisabeth Shue et Kevin Bacon, et se voit nommée aux Independent Spirit Award pour son interprétation d’une chanteuse rock tourmentée dans Things behind the sun (2001). Plusieurs petits rôles hollywoodiens plus tard, notamment dans Thank you for smoking (2006) et The Blind Side (2009), elle marque les esprits en 2014, dans Gone Girl, sous les traits de la méticuleuse Rhonda Boney, officier de police chargée d’enquêter sur la disparition d’Amy Dunn (Rosamund Pike). L’actrice rejoint ensuite Eva Green et Samuel L. Jackson au casting de Miss Peregrine’s Home For Peculiar Children, le film de Tim Burton.
