凯伦·吉兰出生于苏格兰因弗内斯的音乐家庭，是家里的独生女，7岁时开始学习钢琴，并从小就对表演产生了兴趣，还参加过当地的剧团 ^{。16岁时，她和家人搬到了爱丁堡生活，并在大学时期就加入了经纪公司，成为一名模特。18岁时，凯伦·吉兰前往伦敦发展，并在意大利康迪剧场艺术学院戏剧学院进修表演 2006年，在戏剧学院进修的凯伦·吉兰参演了个人首部电视剧《探长雷布思第三季》 。}

2008年，凯伦·吉兰在科幻电视剧《 神秘博士第四季 》中饰演了一个占卜者，这是她首次出演该电视剧 ^{；同年，她成为了英国第四台的电视喜剧节目《凯文·毕晓普秀》的常驻演员，饰演过 凯蒂·佩里 、 安吉丽娜·朱莉 等公众人物 。}

2009年，与 乔·伍德考克 合作拍摄了BBC的恐怖短篇故事集《The Well》。

2010年，参演科幻电视剧《 神秘博士第五季 》，在剧中饰演第十一任博士的女性搭档 Amy Pond ，凯伦·吉兰因此被观众熟知 ^{；她其后又在《 神秘博士第六季 》《 神秘博士第七季 》等系列作品中饰演了该角色；凯伦·吉兰则凭借《神秘博士》获得了第17届英国国家电视奖最佳剧情类剧集表演-女演员奖 ；同年，其主演的个人首部《 放逐之城 》上映 。}

2011年，在伦敦西区的Donmar Warehouse演出了由 约翰·奥斯本 创作的戏剧《Inadmissible Evidence》 ^。

2012年，主演BBC的传记体电视电影《 征服曼哈顿 》，饰演英国名模 简·诗琳普顿 ^。

2013年，她先是担任了喜剧短剧《反恐也疯狂第三季》常驻演员；随后，其主演的低成本爱情电影《 再见完美结局 》上映，她在片中饰演了一位漂亮但性格古怪的作家 ^{；11月，为一个非盈利组织演出了百老汇戏剧《Time to Act》。}

2014年，与 布伦顿·思韦茨 、 凯缇·萨克霍夫 联合主演的恐怖电影《 鬼遮眼 》上映 ^{；随后，在“ 漫威电影宇宙 ”的第十部电影《 银河护卫队 》中首次饰演灭霸干女儿 星云 ；8月9日，在悬疑剧《 矢在弦上第三季 》中饰演性感的新兵Newblood；8月22日，与 吉尔·奥·唐奈尔 合作拍摄的爱情短片《Bound for Greatness》上映；9月，与 约翰·赵 搭档主演爱情喜剧电视剧《 再造淑女 》，饰演疯狂、自恋的网络社交控伊莉莎·杜丽 。}

2015年3月，凭借《鬼遮眼》《银河护卫队》两部影片获得第20届英国帝国电影奖最佳新人女演员奖 ^{；随后，担任了剧情短片《Coward》的导演、编剧以及监制，该片是她的导演处女作；7月，出演伪纪录片形式电视电影《 七日地狱 》 ；同年，执导、创作并主演短片《恐怖短片：第一部》 ；此外，与 克里斯蒂安·贝尔 、 史蒂夫·卡瑞尔 、 瑞恩·高斯林 联合主演了剧情片《 大空头 》 。}

2016年，出演由 缇·威斯特 执导的西部动作电影《 暴力山谷 》 ^。

2017年，与 艾玛·沃特森 、 汤姆·汉克斯 、 约翰·波耶加 共同主演的科幻惊悚片《 圆圈 》上映，凯伦·吉兰饰演活在紧张当中，整天歇斯底里的安妮 ^{；随后，与 克里斯·帕拉特 、 佐伊·索尔达娜 、 戴夫·巴蒂斯塔 等人合作主演科幻动作电影《 银河护卫队2 》，第二次饰演星云 ；同年，与 道恩·强森 、 杰克·布莱克 、 凯文·哈特 搭档主演冒险电影《 勇敢者游戏：决战丛林 》 《勇敢者游戏》造型}