Depuis toute petite attirée par la chanson, Katey Sagal suit finalement une carrière d'actrice. Elle commence par des téléfilms comme "The Failing of Raymond" (1971) avant d'apparaître dans un épisode de Columbo réalisé par son père, Boris Sagal.Au cinéma, elle incarne généralement des personnages secondaires, comme dans "Maid to order" ou The Good mother (1988) avec Liam Neeson et Diane Keaton.La révélation arrive grâce aux séries télé, d'abord dans "Mary", puis surtout dans Mariés, deux enfants (1987) dans laquelle elle joue la mère de famille potiche Peg Bundy pendant dix ans aux côtés d'Ed O'Neill et Christina Applegate. Après une participation à That'70s Show (1999) et le doublage de Leela dans la version originale de "Futurama", la série animé créée par Matt Groening, Katey Sagal renoue avec le succès dans Touche pas à mes filles en 2002, où elle interprète la mère dans la famille Hennessy.