Kati Piri naît en Hongrie et immigre avec ses parents aux Pays-Bas, qui s'installent dans la ville d'Utrecht. Elle apprend le néerlandais dès l'âge de quatre ans à l'école, ses parents parlant hongrois à la maison. Elle fréquente le lycée chrétien de la ville (Christelijk Gymnasium) entre 1991 et 1997 avant d'entreprendre des études de pédagogie entre 1998 et 2000 à l'université de Groningue. En 2007, elle est diplômée en relations internationales[1].
En 2011, elle travaille pendant quelques mois pour la fondation Wiardi Beckman, un groupe de réflexion néerlandais lié au Parti travailliste. Plus tard la même année, elle intègre l'Institut néerlandais pour la démocratie multipartite (Nederlands Instituut voor Meerpartijendemocratie, NIMD) et étudie la région du Caucase, notamment la Moldavie.
Au cours de la 8e législature du Parlement européen, elle est rapporteur sur la Turquie, étant ainsi chargée d'écrire annuellement un rapport sur l'état de la procédure d'adhésion de la Turquie à l'Union européenne. En , elle estime que la procédure doit être gelée du fait des purges suivant la tentative de coup d'État de 2016. La Turquie demande alors que Piri soit remplacée dans son rôle de rapporteur, après des critiques de plus en plus virulentes de sa part envers le régime turc. Outre cela, elle se concentre sur les questions de migration, droits de l'homme, droit d'asile et corruption en Europe de l'Est. Elle mène notamment une action contre la corruption de la douane bulgare qui aboutit à des sanctions envers les fonctionnaires reconnus coupables[2]. En 2017, Politico Europe la désigne 11e députée européenne la plus influente de la 8e législature, sur un total de 751 élus[3].
En 2018, Kati Piri se rend à Casablanca avec la parlementaire néerlandaise et ancienne ministre Lilianne Ploumen, dans l'ambition de voyager vers le Rif afin de constater la situation humanitaire dans la région. Selon Piri et Ploumen, les autorités marocaines s'opposent à l'idée et empêchent leur venue au Rif. Elles entreprennent toutefois le voyage vers Rabat puis Fès, avant d'être obligées à rentrer aux Pays-Bas. Le gouvernement du Maroc affirme par la suite qu'elles sont les bienvenues au Rif et qu'il n'est pas de son intention d'obstruer une visite en vue d'un examen, ce qu'il ne fait pas lorsqu'elles sont sur place; l'ambassadeur des Pays-Bas au Maroc confirme la version de Piri et Ploumen, assurant qu'il est également notifié de l'interdiction de visite lors de la venue des deux femmes[4].