
D'origine irlandaise et allemande, Katherine Heigl est la cadette des cinq enfants de Nancy et Paul Heigl (avec Meg, Jason, Holt et John Heigl). En 1986, son frère Jason meurt dans un accident de voiture. Cet évènement dramatique va profondément bouleverser l'équilibre familial et mener au divorce de ses parents quelques années plus tard. Elle grandit selon la tradition des Mormons en Virginie, puis à Denver avant que la famille emménage à New Canaan dans le Connecticut. Alors qu'elle est âgée de neuf ans, une tante envoie des photos d'elle à diverses agences de modèles, et Katherine est rapidement engagée en tant que mannequin, notamment pour des catalogues de vente par correspondance, puis dans une publicité télévisée pour les céréales Cheerios.