Nakon završenog trećeg razreda riječke Gimnazije otišla je na učeničku razmjenu u Sjedinjene Američke Države gdje je i maturirala. Na zagrebačkom Filozofskom fakultetu 1993. diplomirala je engleski i španjolski jezik. Po završetku studija učlanila se u Hrvatsku demokratsku zajednicu (HDZ). Više godina radila je u Ministarstvu vanjskih poslova te Veleposlanstvu RH U Kanadi. Nakon što je na zagrebačkom Fakultetu političkih znanosti 2000. stekla titulu magistrice znanosti postala je savjetnica u ministarstvu.
Na parlamentarnim izborima 2003. izabrana je za saborsku zastupnicu HDZ-a i iste godine je u HDZ-ovoj vladi imenovana ministricom europskih integracija.
Od 2003. obnašala je dužnost ministrice europskih integracija, a kada su 2005. dva ministarstva spojena postala je ministrica vanjskih poslova i europskih integracija i na funkciji ostala do 2008. Za mandata Grabar Kitarović Republika Hrvatska započela pregovore za članstvo u Europskoj uniji.
Od 2008. do 2011. godine bila je hrvatska veleposlanica u SAD-u i to razdoblje u biografiji na svojoj internetskoj stranici ocijenila je "lijepim, izazovnim ali i vrlo zahtjevnim godinama". Nakon javnog natječaja 2011. godine imenovana je pomoćnicom glavnog tajnika NATO-a za javnu diplomaciju, kao prva žena na toj dužnosti.
Grabar Kitarović udana je za Jakova Kitarovića, profesora na riječkom Pomorskom fakultetu. Imaju dvoje djece, kćer Katarinu i sina Luku.
Predsjednička kandidatkinja HDZ-a i njegovih koalicijskih partnera u kampanju za prvu hrvatsku predsjednicu krenula je pod sloganom "Za bolju Hrvatsku". Želeći da se u danas duboko podijeljenom hrvatskom društvu ponovno obnovi zajedništvo, vrati optimizam i nova radna energija, Grabar Kitarović je u svom izbornom programu velik naglasak stavila na rješavanje teške gospodarske situacije. U kampanji je, među ostalim, najavila da će odmah po preuzimanju dužnosti inicirati sjednicu Vlade koja bi trebala iznjedriti rješenja za dugotrajnu gospodarsku krizu.
