Kristen Jaymes Stewart est née et a grandi à Los Angeles, en Californie. Son père, John Stewart (à ne pas confondre avec Jon Stewart du Daily Show), est producteur de télévision et régisseur pour Fox. Sa mère, Jules Mann-Stewart, originaire d'Australie, est scénariste et scripte. Elle a également trois frères, Cameron, Taylor et Dana ; les deux derniers ayant été adoptés.
Kristen Stewart est allée à l'école jusqu'à l'âge de treize ans puis a poursuivi sa scolarité par correspondance, choix motivé par sa célébrité montante et son trouble du déficit de l'attention avec hyperactivité qui, bien que traité depuis son enfance, lui cause des ennuis. Elle admet toujours prendre de la Dexedrine pour contrôler son hyperactivité à l'âge adulte.
Kristen Stewart est amie avec les actrices Nikki Reed et Dakota Fanning, qui jouent aussi dans la saga Twilight.
Elle a entretenu une relation amoureuse avec l'acteur Michael Angarano, son partenaire dans Speak, de 2004 à 2008. Des rumeurs ont longuement couru à propos d'une relation entre elle et Robert Pattinson, son partenaire dans la saga Twilight, mais les deux acteurs ont longtemps soit refusé de les commenter soit entretenu le doute{{,}}{{,}}. Cette liaison a finalement été publiquement reconnue par Kristen Stewart en juillet 2012 à la suite de la publication par le magazine Us Weekly de photos montrant l'actrice proche de Rupert Sanders, le réalisateur avec lequel elle a tourné le film Blanche-Neige et le Chasseur. Suite à cette liaison, les deux acteurs se sont séparés.
En janvier 2015, après publications de photos de paparazzi dans le Daily Mail, d'autres rumeurs la disent en couple avec son ancienne assistante personnelle, Alicia Cargile. En juin, The Daily Mirror rapporte des propos attribués à la mère de Kristen Stewart qui confirmerait cette relation{{,}}, mais Jules Stewart affirme ensuite que la journaliste Sharon Feinstein a inventé ces propos et que l'interview qu'elle lui avait accordée n'avait même pas abordé ce sujet.
En mars 2016, les médias font état, photographies à l'appui, d'une relation entre Kristen Stewart et la chanteuse et actrice française Soko.