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Kimya Dawson est née le à dans l'État de New York), où elle grandit. Elle a co-fondé The Moldy Peaches avec Adam Green après l'avoir rencontré chez un disquaire de Mount Kisco. Le groupe commence a trouver le succès au début des années 2000 et fait la première partie des Strokes. Le groupe connait un premier break au début de l'année 2004, avant de se reformer brièvement en 2007 pour la sortie du film Juno qui utilise plusieurs de leurs titres.
Après que l'aventure des Moldy Peaches se soit arrêtée, Dawson a sorti de nombreux albums lo-fiautoproduits, dont Hidden Vagenda, encensé par la critique, sur le label K Records en 2004.
Dawson a fait de multiples collaborations et apparaît, en effet, sur des chansons de Ben Kweller, They Might Be Giants et Third Eye Blind. Chris Barron, du groupe des années 1990 Spin Doctors a coécrit et chanté une chanson des Moldy Peaches.
Longtemps résidente de Bedford Hills où elle est née, elle a déménagé en 2005, avec sa mère, son père, son frère (Akida Junglefoot Dawson), et son neveu, vers Seattle.
Cinq de ses chansons apparaissent dans la BO du film Juno, sorti en 2007 ; et en 2009 dans celle du Film Unmade Beds d'Alexis Dos Santos.
