Kaljulaid studeerde in 1992 aan de Universiteit van Tartu cum laude af in de genetica. In 2001 rondde ze haar masteropleiding bedrijfskunde af. Vervolgens heeft ze bij verschillende Estse bedrijven en overheidsinstellingen gewerkt. Zo werkte ze onder andere van 1999 tot 2002 als economisch adviseur voor premier Mart Laar. Van 2002 tot 2004 werkte ze als CEO van de Iru Energiecentrale van het energiebedrijf Eesti Energia, en van 2004 tot 2016 was Kaljulaid lid van de Europese Rekenkamer.
De niet-partijgebonden Kaljulaid werd in 2016 verkozen tot president van Estland. De presidentsverkiezing werd voorafgegaan door twee mislukte stemrondes. Geen enkele kandidaat die bij de eerste stemronde in augustus en bij de tweede in september kon worden verkozen, slaagde erin een meerderheid te behalen. Na twee mislukte stemrondes werd ze als enige kandidaat voorgesteld en ontving Kaljulaid 81 stemmen van de 101 leden van het Estse parlement.