Nata in Giappone, nella prefettura di Ibaraki, nel 1956, Kazuyo Sejima è una protagonista dell’architettura contemporanea. Nel 1981 si laurea in architettura alla Japan Women's University e inizia a lavorare nello studio di Toyo Ito. Nel 1987 apre un proprio studio a Tokyo.
Nel 1995 – insieme a Ryue Nishizawa – fonda SANAA, lo studio di Tokyo che ha firmato alcune fra le più innovative opere di architettura realizzate di recente in tutto il mondo, dal New Museum of Contemporary Art di New York al Serpentine Pavilion di Londra, dal Christian Dior Building di Omotesando (Tokyo) al 21st Century Museum of Contemporary Art di Kanazawa, premiato nel 2004 col Leone d’Oro per l’opera più significativa della 9. Mostra Internazionale di Architettura della Biennale di Venezia.

Ha allestito con Ryue Nishizawa nel 2000 il Padiglione giapponese, intitolato City of Girls, in occasione della 7. Mostra Internazionale di Architettura della Biennale di Venezia. Altri importanti progetti sono il Rolex Learning Center presso l'Ecole Polytechnique Fédérale di Losanna in Svizzera - inaugurato nel marzo 2010 - e la nuova sede del  Museo Louvre a Lens, Francia, in fase di realizzazione.

Kazuyo Sejima ha insegnato alla Princeton University e all'Ecole Polytechnique Fédérale di Losanna, e attualmente è docente alla Keio University. Il 17 maggio a New York ha ricevuto, con Ryue Nishizawa, il prestigioso Pritzker Architecture Prize 2010. 

Una tensione costante verso la ricerca caratterizza il suo lavoro, erede della millenaria tradizione che ha ispirato le geometrie minimaliste dell’architettura giapponese contemporanea. Toyo Ito la descrive come "un architetto che usa la massima semplicità per collegare il materiale e l'astratto".