Elle débute par le rôle de Caitlin Ramirez dans le soap operaAmour, Gloire et Beauté (2004-2005) et se fait connaître par celui de Vicki Donovan qu'elle incarne de manière récurrente dans la série télévisée fantastique et dramatique Vampire Diaries (2009-2017).
En 1999, elle est découverte par un agent artistique qui l'invite à passer des auditions. C'est ainsi qu'elle décroche ses premiers contrats et apparaît dans des séries télévisées comme Profiler et Freaks and Geeks, tout en continuant ses études[1].
En 2003, elle obtient son diplôme d'études secondaires à Los Alamitos[1].
Entre 2004 et 2005, elle rejoint la distribution du soap opera populaire Amour, Gloire et Beauté. Elle y joue le personnage de Caitlin Ramirez, fille de Samantha Kelly et Hector Ramirez, respectivement incarnés par Sydney Penny et Lorenzo Lamas[3].
Vampire Diaries rencontre un franc succès auprès du public et atteint des records d'audiences pour la chaîne[4]. Dans la série, l'actrice joue Vicki Donovan, une faiseuse de troubles de la petite ville calme de Mystic Falls. Elle est le premier humain de la série à se transformer en vampire. Son personnage est ensuite tué par Stefan Salvatore afin de sauver Elena Gilbert. Cette décision est contestée par les fans, mais le créateur, Kevin Williamson s'est défendu dans un communiqué en expliquant que personne n'était et ne devait être en sécurité dans cette série[5]. Cependant, l'actrice annonce, peu de temps après son départ, être toujours sous contrat pour le rôle et qu'elle est ainsi amené à revenir[1].
Vampire Diaries tire sa révérence en 2017, après 8 saisons et plus de 170 épisodes, Kayla Ewell aura joué dans dix neuf épisodes, répartis entre les saisons deux, trois, cinq et huit. La même année, elle joue dans une sitcom comique produite par YouTube Red, Me and My Grandma avec Rhea Perlman.
Kayla a été en couple avec l'acteur américain, Kellan Lutz, de à .
Depuis , elle partage la vie de l'acteur canadien, Tanner Novlan. Après s'être fiancés en , ils se sont mariés le à Los Angeles[12]. Candice Accola, Nina Dobrev, Michael Trevino et Sara Canning, ses partenaires dans Vampire Diaries, dont elle est proche, étaient aussi présentes à son mariage[13]. Ensemble, ils ont une fille, prénommée Poppy Marie Novlan née le 16 juillet 2019 et un fils, prénommé Jones Douglas Novlan né le 6 juin 2022.