2008. Kate Upton tuli casting moekas selts Elite Model Management Miami ja oli kohe lubatud riik mudeleid. Varsti kolis ta New Yorki ja sõlmis lepingu suure rahvusvahelise agentuuri IMG mudelid. Esimene suur fotosessiooni jaoks ajakirjad olid Upton Garage ja Dooney & Bourke.
2010. ja 2011. aastal sai temast nägu läikiv ajakirja Guess. 2011. aastal Upton ilmunud lehti Sports Illustrated ujumistrikoo Issue in kehamaalingud ja sai debütant aastas. Ta on mänginud ka reklaami ettevõtted Beach Bunny Ujumisriided ja Victoria Secret. Lisaks fotosessiooni koos Kate Upton ilmunud ajakirjades Complex ja Esquire, kus ta valiti "daam suvel."
2011. aasta aprillis modell ilmus mitu videot ringlevad internetis. Eriti populaarne oli video täitmise hip-hop laule Cat Daddy, režissöör Terry Richardson. Dancing in siiras bikiinid blond elegantne näitaja meelitas kõigi tähelepanu, ja rulli viskas 750,000 vaatamist päevas. Siis eemaldati YouTube rikkumise saidi eeskirjad, millega piiratakse seksuaalse sisuga video.
2012. aasta veebruaris modell ilmunud kaanel Sports Illustrated ujumistrikoo väljastamine ja osales külalisena mitmetel telesaateid. Toimides debüüdi Kate Upton sai väikest rolli filmis "Tower Heist" (2011). Järgmisel aastal ta ilmus filmi "Three Stooges" (2012), kus ta viis läbi ka teisejärguline.