Già da giovanissimo, dopo aver frequentato la Cooper Union e L'Art Students League, entra a far parte dello staff di Fiction House, studio grafico creato dalla coppia Eisner-Iger, dove comincia a lavorare a brevi storie a fumetti per la rivista Wow, What A Magazine a partire dal n. 3 del settembre 1936. Dal 1938 comincia, poi, a collaborare per la National Comics, casa editrice da cui nascerà la DC Comics, per la quale realizza Ginger Snap e varie altre storie, molte delle quali scritte da Bill Finger.
Batman
La sua carriera decollò quando propose a Vin Sullivan, supervisore capo della National, un nuovo personaggio, Batman, che sarebbe stato in grado di ripetere il successo ottenuto da Superman. L'idea iniziale era un semplice abbozzo di un cavaliere mascherato che agiva di notte, acrobatico e spericolato, pronto a combattere contro il crimine in ogni occasione.
Alla creazione del mito di The Batman (in quel periodo, infatti, l'articolo era parte integrante del nome), contribuirono, in maniera pari se non superiore (e per stessa ammissione di Kane) anche lo sceneggiatore Bill Finger, che ideò il costume del personaggio, praticamente immutato da allora, salvo piccole variazioni, ma anche la bat-caverna e tutta una serie di bat-gadget; l'assistente ai disegni Jerry Robinson; il supervisore Whitney Ellsworth, cui si deve la sparizione di armi da fuoco dalla cintura di Batman. Nonostante, però, il personaggio fosse una creazione multipla, la DC Comics decise di inserire il solo Kane come creatore di Batman, anche perché fu sua l'idea di partenza del personaggio e sua la richiesta di accredito del personaggio: in questo fu decisamente più abile e fortunato rispetto a Siegel e Shuster, che dovettero lottare per anni per vedere il loro nome riconosciuto nelle storie dell'Uomo d'Acciaio.
Dopo aver disegnato tavole per i comic book e le classiche daily strip, si ritira ufficialmente nel 1965 (anche se già da qualche anno aveva iniziato a diminuire la sua collaborazione allo sviluppo grafico e narrativo del personaggio), iniziando una sorta di pensione dorata; in quello stesso anno, infatti, iniziano le fortune del Batman televisivo, interpretato da Adam West, che lo convince a dedicarsi attivamente al cinema. Oltre a dedicare parte del suo tempo anche alla pittura, sua grande passione, inizia a scrivere libri, articoli, e a disegnare schizzi che vengono venduti all'asta a prezzi incredibili. Il tutto senza dimenticare le consulenze per la realizzazione dei film di Tim Burton e di Joel Schumacher: in particolare per Batman e Batman Forever.