Stevens, née Gloria Wood, est née à Los Angeles, en Californie, fille du producteur et réalisateur de cinéma Sam Wood. Elle a fait sa première apparition au cinéma à seulement deux ans dans le deuxième film muet de son père, Peck's Bad Boy.
À l'âge adulte, elle a changé son nom en K. T. Stevens pour se distancer de la célébrité de son père. Elle s'appelait initialement Katherine Stevens, que les gens raccourcissaient souvent en « Katie », ce qui a mené à la version finale avec les initiales « K.T. »
Stevens a participé à plusieurs films dans les années 1940 et 1950, notamment Kitty Foyle (réalisé par son père) aux côtés de Ginger Rogers, The Great Man's Lady avec Barbara Stanwyck, Address Unknown, Port of New York avec Yul Brynner, Harriet Craig avec Joan Crawford et Vice Squad avec Edward G. Robinson. Elle a également joué le rôle de Phyllis dans le succès cinématographique de 1969 Bob & Carol & Ted & Alice. Son dernier rôle au cinéma avant sa mort d'un cancer du poumon a été dans le film Corrina, Corrina de 1994 avec Whoopi Goldberg.