Bunbury gimė Hamiltone, Ontarijo valstijoje, motinai lenkai ir švedai amerikietei Kristi Novak ir Gajanoje gimusiai kanadietei Alexui Bunbury. Kylie tėvas buvo profesionalus futbolininkas, šeštą vietą laimėjęs visų laikų Kanados vyrų futbolo rinktinės rungtynių vietą. Ji turi du jaunesnius brolius Tealandą Loganą. Bunbury iš pradžių dirbo modeliu, bet tada jos agentūra pasiūlė pabandyti vaidinti. Ji gavo pirmąjį Ketlinos vaidmenį filme „Mūsų gyvenimo dienos“ vienam epizodui. Ji taip pat atliko vaidmenis filmuose „Prom“ ir „The Sitter“. 2015 m. vasario 26 d. buvo paskelbta, kad Bunbury įkūnys Evos vaidmenį mokslinės fantastikos CBS televizijos seriale „Under the Dome“.