Mannequin, Kim Novak tourne dans un certain nombre de films publicitaires avant d'être repérée par la Columbia.
D'abord figurante, Kim Novak fait ses vrais débuts dans Du plomb pour l'inspecteur (1954) de Richard Quine. Elle est lancée comme une vamp, à la manière d'une seconde Marilyn, et sa popularité ne cesse de croître. George Sydney est un des metteurs en scène à apprécier sa beauté blonde et froide, et il la fait tourner dans quatre de ses films, notamment dans le mélodrame Un seul amour (1957). C'est Alfred Hitchcock qui lui donne son rôle le plus marquant dans Sueurs froides (1958), où elle laisse libre cours à sa rêverie de somnambule. Tour à tour encensée pour son érotisme " inquiétant " ou dénoncée pour son air absent et ennuyé, Kim Novak ne laisse pas la critique indifférente. Ses talents d'actrice éclatent dans des comédies telles que Adorable Voisine (1958) de Richard Quine, Embrasse-moi, idiot ! (1964) de Billy Wilder, ou encore le Démon des femmes (1968) de Robert Aldrich, film qui souligne l'énigme de sa carrière et de son personnage. A partir de 1970, Kim Novak ne fait plus que de brèves apparitions au cinéma.
Depuis les années 1970, Kim Novak se consacre essentiellement à la télévision et à la sauvegarde des animaux.
Courts métrages 1974 | Celebrity Art Port-folio (The) | Richard D'Anjolell |
Longs métrages| 1961 | Notorious Landlady (The) L'Inquiétante dame en noir | Richard Quine |
| 1954 | Five Against the House On ne joue pas avec le crime | Phil Karlson |
| 1954 | Phffft ! | Mark Robson |
| 1954 | Pushover Du plomb pour l'inspecteur | Richard Quine |
| 1955 | Eddy Duchin Story (The) Tu seras un homme mon fils | George Sidney |
| 1955 | Man with the Golden Arm (The) L'Homme au bras d'or | Otto Preminger |
| 1955 | Picnic | Joshua Logan |
| 1957 | Jeanne Eagels Un seul amour | George Sidney |
| 1957 | Pal Joey La Blonde ou la rousse | George Sidney |
| 1957 | Vertigo Sueurs froides | Alfred Hitchcock |
| 1958 | Bell, Book and Candle L'Adorable voisine | Richard Quine |
| 1959 | Middle of the Night Au milieu de la nuit | Delbert Mann |
| 1959 | Premier Khrushchev in the USA | Anonyme |
| 1959 | Strangers When We Meet Les Liaisons secrètes | Richard Quine |
| 1960 | Pepe Pépé | George Sidney |
| 1961 | Notorious Landlady (The) L'Inquiétante dame en noir | Richard Quine |
| 1962 | Boys' Night Out Garçonnière pour quatre | Michael Gordon |
| 1963 | Of Human Bondage L'Ange pervers | Ken Hughes |
| 1964 | Amorous Adventures of Moll Flanders (The) Les Aventures amoureuses de Moll Flanders | Terence Young |
| 1964 | Kiss Me, Stupid Embrasse-moi, idiot | Billy Wilder |
| 1967 | Legend of Lylah Clare (The) Le Démon des femmes | Robert Aldrich |
| 1968 | Great Bank Robbery (The) Le Plus grand des hold-up | Hy Averback |
| 1973 | Tales That Witness Madness | Freddie Francis |
| 1976 | White Buffalo (The) Le Bison blanc | J. Lee Thompson |
| 1977 | Schöner Gigolo, armer Gigolo Gigolo | David Hemmings |
| 1980 | Mirror Crack'd (The) Le Miroir se brisa | Guy Hamilton |
| 1990 | Children (The) | Tony Palmer |
| 1990 | Liebestraum | Mike Figgis |