Nach der Highschool arbeitete Kendra als Zahnarzthelferin in San Diego, nebenbei war sie als Model tätig. Sie lernte Hugh Hefner auf seiner 78. Geburtstagsparty im April 2004 kennen. Dort trat sie als eines der „Bodypainting Girls“ auf. Hugh Hefner entdeckte sie auf einem der zahlreichen Fotos der Party und wollte sie unbedingt kennenlernen. Nach einigen Treffen zog Wilkinson zu Hefner und wurde eine seiner „offiziellen“ Freundinnen.

Ab 2005 trat sie neben Holly Madison und Bridget Marquardt als eine der Hauptdarstellerinen der Doku-SoapThe Girls of the Playboy Mansion (Originaltitel: The Girls Next Door) auf.

Im November 2008 trennten sich Wilkinson und Hefner. Wilkinson hat am 27. Juni 2009 den Footballspieler Hank Baskett geheiratet. Am 11. Dezember 2009 kam ihr erstes gemeinsames Kind, ein Junge, zur Welt.

Seit dem 21. Juni 2009 zeigt E! Entertainment Television eine eigene Reality-Show mit Wilkinson. Das Format mit dem Titel Kendra begleitet das Model durch ihren Alltag mit Hank Baskett.