Minka Kelly nació en Los Ángeles.^[5]​ Es hija única de Maureen Dumont Kelly y del exguitarrista de Aerosmith Rick Dufay.^[6]​^[7]​ Tiene ascendencia francesa, irlandesa y neerlandesa-indonesia.^[8]​^[9]​ Fue criada principalmente por su madre y por el novio intermitente de su madre, David Gonzalez.^[10]​^[11]​

Su madre trabajó en diversos empleos, incluyendo como stripper y camarera, y a menudo tuvo dificultades para llegar a fin de mes durante la infancia de Kelly.^[12]​^[13]​^[14]​ En un momento, vivieron en un cobertizo de almacenamiento en un complejo de apartamentos después de perder su vivienda.^[14]​ Para ganar dinero extra, su madre intentó contrabandear drogas a través de la frontera México-Estados Unidos, pero fue atrapada y encarcelada por un tiempo. Mientras su madre estaba encarcelada, Kelly fue enviada a vivir con varios amigos y conocidos de su madre.^[15]​ En una de estas casas, Kelly fue abusada físicamente.^[16]​

Antes de que Kelly comenzara la escuela secundaria, ella y su madre se mudaron a Albuquerque, Nuevo México, para estar cerca de la familia extensa de David Gonzalez, la figura paterna de Kelly.^[15]​^[17]​ Cuando tenía 16 años, su madre y Gonzalez huyeron de Nuevo México en un intento de escapar de cargos por drogas.^[18]​ Kelly se mudó con un novio cinco años mayor que ella, y a los 17 años se sometió a un aborto cuando quedó embarazada de su hijo.^[16]​

Asistió a dos escuelas secundarias antes de graduarse de Valley High School en Albuquerque, Nuevo México.^[19]​ Después de graduarse, Kelly se reconectó con su padre biológico y se mudó de nuevo a Los Ángeles.^[17]​ La madre de Kelly, Maureen, falleció en 2008, a los 51 años, debido a un cáncer de colon.^[20]​

A los 19 años, después de terminar el bachillerato en Valley High School(Albuquerque), Kelly volvió a Los Ángeles. Durante una prueba de foto para una agencia de modelaje, una ex Playmate de Playboy se acercó a ella interesada en representarla. La colocó como recepcionista en una clínica médica que le proporcionaría una operación de aumento de pecho a cambio de las horas trabajadas. Finalmente decidió oponerse al procedimiento, lo que le costó el despido. Sin embargo, este acercamiento al campo de la medicina la incitó a estudiar durante un año para ayudante de cirujano. Pasó cuatro años dedicada a esa vocación, durante los cuales audicionaba como actriz, antes de entrar a formar parte del drama televisivo de la NBC, Friday Night Lights, basada en la película del mismo título. Entremedias, tuvo pequeños papeles en películas como State's Evidence y un papel como invitada recurrente en la sitcom What I Like About You.

Minka Kelly ha sido amiga de la actriz Mandy Moore desde 2007.^[21]​^[22]​ Kelly anteriormente estuvo en una relación con el actor estadounidense Chris Evans.^[23]​ También tuvo una relación con el exjugador de New York Yankees y shortstop Derek Jeter desde 2008 hasta 2011. Anteriormente estuvo en una relación con el comediante Trevor Noah, pero la pareja se separó en 2022.^[24]​ Desde 2022, mantiene una relación con el líder de Imagine Dragons, Dan Reynolds.

A Minka Kelly le gusta cocinar y hornear.^[25]​ Se graduó de la Nueva Escuela de Cocina en Culver City, California, en junio de 2015.^[25]​^[26]​ Ha expresado interés en lanzar un programa de televisión sobre cocina itinerante.^[27]​ En 2016, participó en el programa de cocina de Food Network Star Plates, en el que celebridades trabajan como cocineros en línea junto a chefs de renombre en la cocina de un restaurante.^[28]​^[29]​^[30]​

•   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Minka Kelly.
• Minka Kelly en Internet Movie Database (en inglés).
• Minka Kelly en NBC (en inglés).