Kirsten Dunst débute sa carrière à l'âge de trois ans en tournant des spots publicitaires et en posant pour l'agence Ford jusqu'à sa première apparition cinématographique en 1989 dans New York Stories, co-réalisé par Woody Allen. Mais c'est dans son film suivant, Le Bûcher des vanités (1990, Brian De Palma), qu'elle est est créditée pour la première fois au générique.

En 1994, Neil Jordan la choisit parmi 5000 candidates pour jouer la fillette d'Entretien avec un vampire, qui lui vaut une nomination aux Golden Globes. Enchaînant avec les Les Quatre Filles du docteur March (1994, Gillian Armstrong) et Jumanji (1995, Joe Johnston), elle devient l'une des jeunes actrices les plus prometteuses d'Hollywood.

Elle est unanimement saluée pour son rôle d'adolescente blessée dans The Virgin suicides (1999, Sofia Coppola) et confirme son statut en étant la tête d'affiche d'American girls (2000, Peyton Reed). En 2002, elle est la fiancée de Spiderman dans la superproduction éponyme de Sam Raimi. En 2003, elle donne pour la première fois la réplique à Julia Roberts dans Le Sourire de Mona Lisa, avant d'enchaîner sur le tournage de Spider-Man 2. Kirsten Dunst sera prochainement à l'affiche de deux comédies : Wimbledon et The Eternal sunshine of the spotless mind, où elle joue aux côtés de Jim Carrey.