Kirstie Alley hizo su debut frente a las cámaras con la película Star Trek II: The Wrath of Khan. Gracias a su rolo como la Lugarteniente Saavik, es que consiguió una nominación a los Premios Saturno en la categoría de Mejor Actriz Secundaria. Aunque no logró llevarse el premio a casa, Alley ganó reconocimiento en el medio y es así que logró un papel en la película de 1984, Runaway, por la que también es nominada a la misma categoría. Tres años después, en 1987, interpreta a la administradora Rebecca Howe, en la famosísima serie de televisión Cheers. Aunque su ingreso a la serie fue en la sexta temporada, no tardó mucho en conseguir fanáticos tan devotos como los otros actores y personajes. Alley permaneció como uno de los personajes principales hasta el final de la serie, en la décimo primera temporada.
Posteriormente, gracias al éxito que ganó con Cheers, Kirstie protagonizó y produjo su propia serie de televisión llamada Veronica’s Closet. Gracias a este rol, fue nominada a los Emmy, los Globos de Oro y al Premio del Sindicato de Actores en la categoría de Mejor Actriz en una Comedia. La serie duró unas tres temporadas y tuvo buena aceptación tanto del público como de los críticos.
En el mundo cinematográfico, Alley ha conseguido popularidad al co-protagonizar junto a John Travolta las películas familiares Mira Quién Habla (1989), Mira Quién Habla También (1990) y Mira Quién Habla Ahora (1993).
Actualmente Alley está participando en la temporada Nº 12 del show Dancing with the Stars junto con el bailarín Maksim Chmerkovskiy, en donde -durante el primer baile- ganó el segundo puntaje más alto.