Pendant la production de 1941, alors qu’elle travaillait pour le scénariste John Milius, Kennedy a attiré l’attention de Steven Spielberg. « Je me souviens que Kathy est entrée dans la pièce avec son bloc sténo et son crayon, et elle était horrible pour prendre des notes », se souvient Spielberg. « Elle était terrible, et ne savait pas très bien comment faire. Mais ce qu’elle savait faire, c’était interrompre quelqu’un au milieu d’une phrase. Spielberg est tellement impressionné par les capacités d’organisation de Kennedy qu’il lui demande de devenir sa secrétaire. Comme Kennedy continue à apporter des contributions créatives, Spielberg lui confie davantage de responsabilités et de défis. Kennedy a été créditée comme associée de Spielberg sur Raiders of the Lost Ark (1981), puis productrice associée sur la production de Spielberg de Poltergeist de Tobe Hooper (1982).
Elle a commencé à recevoir un crédit de producteur avec Spielberg sur le grand succès au box-office E.T. l’extra-terrestre (1982), et a continué à servir le rôle sur la plupart de ses films pour les trois décennies suivantes. En 1981, elle a contribué à cofonder et à diriger la société de production Amblin Entertainment avec Spielberg et son futur mari Frank Marshall. Elle a également produit Indiana Jones et le Temple Maudit (1984) avec George Lucas et Frank Marshall, et est apparue dans la séquence d’ouverture du film en tant que danseuse. Après son travail sur les films Indiana Jones, elle est devenue l’un des principaux producteurs d’Hollywood. Avec Amblin, elle a produit la trilogie Retour vers le futur, en collaborant avec des réalisateurs tels que Martin Scorsese, Robert Zemeckis, Barry Levinson et Clint Eastwood. Elle a repris une grande partie de la gestion d’Amblin et en a été la présidente jusqu’en 1991, date à laquelle elle et Marshall ont formé The Kennedy/Marshall Company avec un accord avec DreamWorks. Elle a poursuivi sa relation d’affaires avec Spielberg et est devenue productrice de Jurassic Park (1993) et productrice exécutive du drame historique La liste de Schindler (également 1993).
Durant les années 1980 et 1990, Kennedy a siégé au conseil consultatif du National Student Film Institute et a reçu en 1991 un « Grimmy Award » en reconnaissance de son soutien exceptionnel au cinéma étudiant. Mme Kennedy a également été présidente d’honneur de l’institut. En 1995, elle a reçu le Women in Film Crystal Award, qui récompense les femmes exceptionnelles qui, par leur endurance et l’excellence de leur travail, ont contribué à développer le rôle des femmes dans l’industrie du divertissement. En 1996, elle a reçu le Golden Plate Award de l’American Academy of Achievement, remis aux côtés de Frank Marshall par George Lucas, membre du Conseil des prix. En 2007, elle a été la première lauréate du Paltrow Mentorship Award de Women in Film, pour avoir fait preuve d’un engagement extraordinaire dans le mentorat et le soutien de la prochaine génération de cinéastes et de cadres.
Kennedy a été productrice sur les films de Spielberg : La Guerre des mondes et Munich (tous deux en 2005), ce dernier lui ayant valu une nomination aux Oscars. Marshall et Kennedy ont été producteurs pour les versions américaines de deux longs métrages d’animation du Studio Ghibli : Ponyo (2009) et The Secret World of Arrietty (2012). Elle a également produit Lincoln (2012) de Spielberg, qui a été nommé pour sept Golden Globes et douze Oscars.
En mai 2012, elle s’est retirée de Kennedy/Marshall, laissant Marshall comme seul directeur de leur société cinématographique. Le mois suivant, Kennedy est devenue coprésidente de Lucasfilm Ltd aux côtés de George Lucas. Le 30 octobre 2012, lorsque Lucas vend Lucasfilm à Disney, Kennedy est promue présidente. En 2018, le contrat de Kennedy pour rester présidente de Lucasfilm a été prolongé de trois ans, jusqu’au 30 octobre 2021. Pour la période 2001-02, elle a été coprésidente (avec Tim Gibbons) de la Producers Guild of America.
En 2019, elle a été nommée commandeur honoraire de l’ordre de l’Empire britannique, pour services rendus à la production cinématographique au Royaume-Uni. La même année, il a été annoncé qu’elle recevrait la bourse de la BAFTA en 2020.
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