Bonnie Leigh McKee est née le en Californie, puis a déménagé à Seattle où elle faisait partie d'une chorale pour filles avec laquelle elle est partie en tournée à l'âge de 12 ans à travers l'Amérique du Nord et L'Europe : elle a même chanté au Vatican pour le pape. À l'âge de 15 ans, elle écrivait déjà ses propres chansons et se produisait aux environs de Seattle. Après avoir enregistré de nombreuses démos, signé un contrat avec la société de management de Colin Filkow et déménagé à Los Angeles, Bonnie signe à l'aube de ses 18 ans avec le label Warner Bros Records pour un des contrats les plus lucratifs de tous les temps pour un nouvel artiste. Elle grandit en écoutant Michael Jackson, Madonna ou encore Prince[1],[2].
Le , son album Trouble produit par Rob Cavallo sort et est porté par le single "Somebody", qu'elle interprète sur le plateau de Jimmy Kimmel. Malgré le très bon accueil des critiques musicales tel que le Los Angeles Times et la diffusion du clip par MTV & VH1, l'album peine à rencontrer son public. "Somebody" figure dans le film Win a Date with Tad Hamilton!. À la suite de l'échec de cet album, McKee est retournée en studio pour travailler sur son 2e album qui n'est malheureusement jamais sorti. Elle est par la suite virée du label après avoir tagué la voiture du PDG avec du rouge à lèvres, il s'ensuit ensuite une longue bataille entre addictions et tentatives de revenir sur la scène musicale.
À la suite de son éviction de Reprise Records (Warner), Bonnie passe de nombreuses heures en studio afin de découvrir comment fonctionne Pro Tools et créer de nouvelles chansons. En 2009, elle est présentée à Dr. Luke, qui a travaillé sur le premier album de Katy Perry (amie de longue date) One of the Boys. Avec lui, Max Martin et Benny Blanco, elle commence à travailler sur le nouvel album Teenage Dream pour lequel elle a notamment co-écrit les hits planétaires "California Gurls" & "Teenage Dream" qui lui ont valu plusieurs BMI Award pour son rôle d'auteure. Pendant ce même-temps, elle écrit trois autres futurs n°1 : Hold It Against Me pour Britney Spears, How We Do (Party) pour Rita Ora et Dynamite pour Taio Cruz.
À la suite de ces nombreux succès d'auteure, Rolling Stone la nomme "meilleure arme secrète de la pop". Elle signe un contrat avec Kemosabe (Dr Luke) et Epic Records pour sortir un second album studio. En , est publiée une vidéo du nouveau single de Bonnie American Girl dans laquelle de nombreux amis artistes tels que Kesha, Macklemore, Jason Derulo... apparaissent en chantant en playback. Le clip officiel est publié le et McKee part défendre son titre sur les radios américaines et sur le plateau de Good Morning America. Le single rencontre un petit succès qui lui permet d'entrer dans le Billboard Hot 100 et de passer en radios de nombreuses fois, Bonnie annonce un album pour début 2014 et sort une chanson promotionnelle Sleepwalker pour Halloween.
Malheureusement, l'album est repoussé plusieurs fois par le label. Bonnie annonce début 2015 qu'elle n'est plus signée sur aucun label, et qu'elle souhaite dorénavant être une artiste indépendante.
Début , Bonnie McKee annonce la sortie d'un EP Visuel pour juin. Le premier single "Bombastic" réalisé avec Charlie Puth, Sean Walsh & Adixent est teasé pendant plusieurs jours avant sa sortie le . Le même jour, le clip très sexy et vintage (inspiré des années 1980) est publié sur YouTube/Vevo. L'EP complet est déjà disponible en pré-commande et sortira le , il est composé de 4 chansons: I Want It All, Bombastic, Wasted Youth, Easy. Un nouvel extrait a fuité : In The WIld produit par Major Lazer (Diplo) est supposé apparaître sur le futur album.
En 2016, Bonnie met en ligne une reprise de la chanson de Prince : When Doves Cry. Elle explique plus tard que cette chanson est un hommage au chanteur. Au fil des années, Bonnie réalise une succession de singles dont les hits "Thorns" et "Mad Mad World", paru respectivement en 2017 et 2018. En 2019, elle sort une reprise de Lovely, une chanson de Billie Eilish et Khalid, en featuring avec AUGUST 08. Elle travaille sur un projet d'album mais celui-ci a peut-être été remis en perspective lorsqu'une panoplie de ses anciennes chansons a fuité en 2016.
En 2019, lors du final de la saison 2 de la série Netflixinsatiable, une partie d'une de ses présumées futures chansons a été diffusée. Bonnie a retweeté quelques jours plus tard un tweet parlant de cette chanson. Elle serait nommée "Modern Girl" et serait une reprise moderne de son hit "American Girl".
Elle apparaît, en 2020, dans la série Royalties, écrite par Darren Criss. Elle joue le rôle de Kimmy Kelly, une chanteuse au succès interplanétaire.
En 2023, elle annonce sur ses réseaux sociaux la sortie de son album "Hot City" fruit de ses travaux avortés entre 2013 et 2015[3].