Schaal nació en Longmont, Colorado, en el seno de una familia protestante de orígenes neerlandeses. Pasó su infancia en la granja de ganado que sus padres tenían cerca de Boulder. Posteriormente, se graduó en la Northwestern University y se trasladó a Nueva York para desarrollar una carrera en el mundo audiovisual. Cinco años después (en 2005) consiguió su primera gran oportunidad al ser incluida en el artículo "Los diez neoyorquinos más divertidos de los que nunca has oído hablar" de la revista New York.
En 2006, Schaal fue invitada a actuar en el Festival del Arte de la Comedia de los Estados Unidos organizado por la cadena HBO en la ciudad de Aspen. Allí consiguió un reconocimiento como "Mejor comediante alternativa" y comenzó a hacerse conocida en los círculos artísticos. Posteriormente, ganó también premios en los Nightlife Awards de Nueva York (año 2006, como mejor comediante femenina) y en el Festival Internacional de la Comedia de Melbourne de 2008, por su show Kristen Schaal como probablemente no la hayas visto nunca antes.
Además, Schaal apareció también en la primera temporada del show del canal Comedy Central, en el año 2006, en lo que representó un fuerte impulso en su carrera como comediante.
Schaal fue también copresentadora del show semanal Hot Tub en el Club de la Comedia de Comix y es miembro fundadora de la compañía teatral The Striking Viking Story Pirates, que centra su actividad en historias de niños convertidas en escenas cortas y canciones.
Schaal es conocida especialmente por su papel en la serie Flight of the Conchords de la cadena HBO como fan acosadora de Mel, rol que le permitió una nominación a los premios ofrecidos por la revista Entertainment Weekly como Mejor actriz de reparto en una serie de comedia del año 2009.