Кадзуё Сэдзима изучала архитектуру в частном женском университете Нихон Ёси Дайгаку и окончила курс в 1981 году.

С этого года она работает в бюро архитектора Тоё Ито. В 1987 году Кадзуё начинает самостоятельную деятельность и открывает бюро Kazuyo Sejima & Partner. Вместе с Рюэ Нисидзава, бывшим первоначально одним из её служащих, Кадзуё с 1995 года возглавляет архитектурную фирму SANAA в Токио. В том же 1995 году она начинает преподавательскую деятельность в университете Нихон Ёси Дайгаку.

Архитектурные проекты, разрабатываемые К. Сэдзима, сочетают в себе самые современные стилевые решения и чувство свободного пространства. Среди прочих её созданий следует отметить здание Нового музея современного искусства в Нью-Йорке.

Кадзуё Сэдзима стала в 2010 году первой женщиной, руководившей проведением венецианского архитектурного биеннале.

Является обладателем ряда международных наград в области архитектуры, в том числе Притцкеровской премии за 2010 год и Премии Рольфа Шока Шведской королевской академии искусств за 2005 год (обе — совместно с Рюэ Нисидзава).

Она любит бутики странной любовью архитектора. Вместе со своим компаньоном Ри Нишидзаве, на пару с которым она владеет архитектурным бюро SANAA, она построила штаб-квартиру Christian Dior в Токио, магазины Prada в Гонконге и шоу-рум Derek Lam в Нью-Йорке. Эти модные магазины стали музеем и школой формирования хорошего вкуса для современных городов.