Кайла Харрисон родилась в Мидлтауне, штат Огайо 2 июля 1990 года. В возрасте шести лет она начала заниматься дзюдо — в спорт её привела мать, обладающая чёрным поясом по дзюдо. Первым её тренером был Дэниел Дойл; к 15 годам она уже дважды побеждала в национальных чемпионатах. Вскоре после достижения ею 15 лет вскрылось, что Дойл, воспользовавшись своим положением, вступил с Кайлой в половую связь. Та поначалу скрывала это от окружающих, но затем рассказала всё своему другу, также занимавшемуся дзюдо, Арону Хэнди. Он передал это матери Кайлы, та, в свою очередь, немедленно известила полицию. Дойл признал на суде свою вину и получил 10 лет тюремного заключения. Через месяц после того, как матери Кайлы стало известно о случившемся с дочерью, она увезла её из города, где они проживали, и Кайла стала тренироваться у чемпиона мира и бронзового призёра Олимпийских игр Джимми Педро и его отца в Бостоне. В 2006 году она завоевала золотую медаль на Панамериканском чемпионате среди юниоров. В 2008 году Кайла Харрисон перешла из весовой категории до 63 кг в категорию до 78 кг. Она отбиралась к участию в Олимпийских играх 2008, но тогда ей не удалось пройти отборочные соревнования. Однако в том же году она стала победительницей Чемпионата мира по дзюдо среди юниоров. В 2009 году Кайла на аналогичном соревновании завоевала «серебро», став, таким образом, второй в истории американской спортсменкой, пробившейся дважды в финал Чемпионата мира среди юниоров по дзюдо. На чемпионате мира 2010 года Харрисон стала победительницей в категории до 78 кг. До этого последний раз представитель США побеждал на чемпионатах мира по дзюдо в 1999 году, это был её тренер Джимми Педро(Бирмингем, 1999). В этом же году она стала бронзовым призёром Панамериканского чемпионата. Год спустя, в 2011, она, наоборот, завоевала бронзовую медаль на чемпионате мира, но золотую на панамериканском соревновании. Также в 2010 году она стала победительницей различных Кубков мира по дзюдо — в Бирмингеме, Сан-Паулу, победительницей Открытого чемпионата США и т.д. На летней Олимпиаде-2012 Харрисон завоевала «золото» в категории до 78 кг, победив в финале представительницу Великобритании Джемму Гиббонс. Она стала первым представителем США, ставшим чемпионом Олимпийских игр в дзюдо (при этом Гиббонс претендовала на то, чтобы стать первой британкой, выигравшей олимпийское золото в дзюдо). В 2013 году достижения Кайлы выглядели так: «бронза» на Панамериканском чемпионате, «серебро» на Кубвке Уругвая, «золото» на кубке Аргентины и Чемпионате США в номинации «сеньоры». В 2014 году ею были завоёваны одна бронзовая медаль — на чемпионате мира, две серебряные — на Кубке мира в Сальвадоре и на Большом Шлеме в России и две золотые — на Гранд-При Кубы и Кубке мира в Майами. На Олимпиаде в Рио-де-Жанейро стала двукратной олимпийской чемпионкой, вновь завоевав золотую медаль в категории до 78 кг.