Kitty Kielland var datter av konsul Jens Zetlitz Kielland og søster av dikteren Alexander Kielland. Hun fikk tegneundervisning i Stavanger av sin far, og under en sykdomsperiode ble hun en ivrig malerinne. Faren motsatte seg hennes ønske om å utdanne seg til landskapsmaler. Først etter påtrykk av Hans Gude som da var i Stavanger, fikk hun lov til å dra til utlandet for å utdanne seg. Fra 1873–75 var hun elev av Gude i Karlsruhe og utviklet seg meget raskt.
Hun betraktet sikker tegning som selve det kunstneriske grunnlaget. Fra 1875–78 bodde hun i München hvor hun bl.a. fikk råd og veiledning av Eilif Petersen. I denne tiden kom også hennes kunstneriske oppdagelse av Jæren, som senere ble et gjennomgående motiv i hennes kunst, ikke minst fra Ogna-stranden. I hennes første bilder herfra kan man også se påvirkning fra fransk kunst. Hun besøkte Salongen i Paris i 1877. Hun var en av de første i Norge som betraktet studien som et selvstendig kunstverk. Hun debuterte på Salonen i 1879 med to bilder fra Jæren, og tok samme år opp torvmyrene som motiv. Det er vel bilder herfra som hun er mest kjent og skattet for. Hun reiste flere ganger til Bretagne med Harriet Backer, og bodde også sammen med henne i Paris, hvor hun malte en rekke fine interiørbilder.
Hun var med og stiftet Norsk Kvinnesaksforening i 1884 og deltok ivrig i debatter om kunst, moral og kvinnesak. Hun malte på Sørlandet sammen med H. Backer og i Åsgårdstrand sammen med Hans Heyerdahl. 1890-årene var en rik tid i hennes kunstneriske virke. I 1905 fikk hun nerveproblemer men var kunstnerisk aktiv frem til 1910. Ved sin død i 1914 testamenterte hun et større beløp til et legat for Nasjonalgalleriet til innkjøp av kunst. I statuttene som hun selv dikterte, var kravet at man skulle hjelpe frem kunst som «bryter med tradisjonen og tilfører utviklingen nye momenter». Kitty Kielland deltok på en lang rekke utstillinger hjemme og ute.
Repr. i NG, BB, BKM, Det Kgl. Slott og en lang rekke museer.
