Киле Санчес появилась на свет 13 октября 1977 года в Чикаго, расположенном в американском штате Иллинойс. У Санчес наполовину пуэрто-риканские, наполовину французские корни. Ее отец был агентом наездников на скачках, а кроме Киле в семье было еще трое детей.
Творческие способности проявились в Киле еще в школьные годы. Будущая актриса училась в высшей школе Гленбард Норт города Кэрол-Стрим. Там же она дебютировала на сцене: это была роль в школьной постановке «Гроздья гнева» по роману Джона Стейнбека.
В 2000 году Киле стала участницей конкурса на MTV «Хочу быть виджеем» и вошла в пятерку победителей. Ею заинтересовался агент, который предложил свои услуги. С его помощью Киле переехала в Лос-Анджелес, где начала появляться в эпизодах различных кинокартин. А широкую узнаваемость во всем мире Киле получила после участия в многосерийном проекте «Остаться в живых», а также в сериале «Королевство».
Киле состояла в браке с режиссером Заком Хелмом, однако в 2008 году они развелись. В конце 2012 года Киле снова связала себя супружескими узами с актером Заком Гилфордом. До свадьбы пара уже встречалась около двух лет, а в начале 2011 года актеры обручились.
29 ноября 2017 года Киле подарила супругу дочь, которую назвали Цеппелин Адель Гилфорд.