Après avoir débuté dans un petit film indépendant The Safety of objects, David Fincher l'a choisi pour être la fille diabétique de Jodie Foster dans Panic Room. Le succès du film et son interprétation remarquée vont lui ouvrir les portes d'Hollwood et elle enchaine les rôles comme La Gorge du diable de Mike Figgis avec Dennis Quaid et Sharon Stone, L'autre rive de David Gordon Green mais c'est surtout son interprétation dans le téléfilm Speak en 2004 qui retient l'attention. En effet, dans le rôle difficile d'une jeune fille qui refuse de parler suite à un viol, l'actrice se révèle excellente et la critique salue sa performance.
Kristen Stewart revient ensuite à un cinéma commercial avec Zathura : une aventure spatiale de Jon Favreau ou Fierce People de Griffin Dunne. Elle réussi à obtenir également le premier rôle du film Les Messagers des frères Pang, qui sera un beau succès commercial.
Sean Penn lui offre le rôle d'une adolescente-chanteuse dans son magnifique Into The Wild et la critique est encore une fois sous le charme de son interprétation.
La consécration arrive avec le rôle de Bella, humaine qui tombe amoureuse d'un vampire, dans la saga Twilight (dont elle enchaine les séquelles).
Très intelligente, l''actrice essaie de changer de registre avec son rôle dans Welcome to the Rleys où elle incarne une prostituée et The Runaways dans lequel elle incarne la chanteuse Joan Jett.
