Wallis est née à Bettws(en), dans le borough de comté de Bridgend. Elle est la fille de Daryl Hamilton Wallis, un expert en criminalistique informatique. Elle est membre du conseil de Pencoed, représentant le quartier Hendre, jusqu'en 2018. Elle déménage à Cowbridge, où elle rejoint le conseil municipal.
Une enquête menée par Buzzfeed en révèle que Wallis a été copropriétaire d'un site de rencontres «Sugar Daddy», «qui offrait aux étudiants des relations financières avec de riches «sponsors»». Bien que Wallis ait initialement nié les liens vers la société, Buzzfeed constate qu'elle a été administratrice et actionnaire de la société mère du site. Le député travailliste Jess Phillips demande que Wallis soit exclue du groupe conservateur. Depuis l'élection, Wallis aurait démissionné de ses fonctions d'administrateur d'au moins sept entreprises.
Le , dans un post sur X, elle devient la première député britannique à faire son coming outtransgenre. Elle raconte avoir été diagnostiquée d'une dysphorie de genre dès son plus jeune âge. Elle avoue qu'en 2020, elle a été victime de chantage et que des photos révélant sa dysphorie ont été envoyées à sa famille.
En , Katie Wallis est condamnée à 12 mois de travaux d'intérêt général et à une amende d'un millier de livres pour harcèlement envers son ex-compagne,.
