Tuto budoucí ikonu modelingu objevila v roce 1988 majitelka modelingové agentury Sarah Doukas na letišti v New Yorku. Kate bylo tehdy pouhých 14 let a vracela se s rodinou z dovolené na Bahamách. Doukas byla jejím nedbalým vzhledem okouzlena, rozhodně však netušila, že dívka za pár let zcela změní standardy modelingového průmyslu. Kate totiž působila velmi drobně a postrádala rysy supermodelek – neměla skulptulární půvab, ani typické ženské křivky. I přesto se už o dva roky později pyšnila svou první obálku pro The Face, načež roce 1992 podepsala smlouvu se značkou Calvin Klein, pro kterou nafotila sérii snímků, a posléze i celou kampaň. Právě ta po své publikaci v módních magazínech vyvolala obrovský rozruch, protože Calvin Klein a potažmo i Moss byli obviněni z propagace anorexie a pedofilie.
Stala se symbolem pro generaci tzv. „heroin chic“, která byla spojována s hudebním a módním stylem grunge. Přes všechen rozruch se Moss zařadila mezi nejžádanější a nejlépe placené modelky světa. V následujících desetiletích se objevila v reklamních kampaních mimo jiné pro Dior, Burberry, Chanel, Versace a Dolce & Gabbana. Díky svému ikonickému stylu se stala múzou i pro řadu návrhářů. Navzdory tomu, že mnoho modelek odchází do ústraní po pětatřicítce, Kate Moss se dodnes drží mezi největšími veterány této profese.
Kromě své práce před kamerou se Moss také podílela na několika projektech souvisejících s designem. Její první kolekce pro Topshop se objevila v roce 2007 – údajně se vyprodala během jednoho dne – a v roce 2010 debutovala řadou kabelek pro Longchamp. V roce 2007 také uvedla na trh řadu parfémů a její první kolekce rtěnek pro Rimmel se dostala do obchodů v roce 2011. V roce 2020 spolupracovala na řadě šperků pro Messika. Na svém kontě má více než 300 obálek slavných magazínů a je jednou z nejslavnějších modelek 20. a 21. století.