喬治一周歲生日過後兩個月，凱特王妃於2014年9月初發現自己再度懷孕，並且同身懷喬治時一樣，她時常出現孕吐症狀，並且較之其他孕婦要更加嚴重一些。為了能夠在肯辛頓宮配合醫生的治療和對身體進行調養，凱特將沒有辦法參加先前已經安排好的公開活動。為了打消民眾的疑慮，英國王室辦公室在確認凱特已經懷有二胎之後，在其官方社交賬戶中進行了消息發布，女王伊麗莎白二世、首相卡梅倫等人都對此表示了祝賀。哈裏王子甚至表示“這下子喬治再也不用擔心沒有人陪他一起玩兒了”。10月20日，肯辛頓宮也發表聲明表示：“威廉王子與凱特王妃的第二個孩子的預產期在2015年4月，並且夫婦二人對此表示非常期待。”此外，在這份聲明中還告知公眾，凱特王妃將會在10月21日，自公布懷孕消息之後首次公開亮相。
10月21日，身懷二胎的凱特剛剛結束妊娠初期痛苦的生理反應，便與威廉王子一起出現在歡迎新加坡總統陳慶炎及其夫人的現場。這是他們夫婦二人自2012年到訪新加坡後再次與陳慶炎總統夫婦相見。剛一見麵，陳慶炎的夫人即向凱特表達了自己與她時隔兩年之後再見的喜悅之情和對凱特懷孕的祝賀之意，並且關切地詢問凱特現在的身體狀況怎麼樣。凱特在表達了謝意之後，對陳夫人說“自己這段時間其實一直想要走出房間，到外麵呼吸一下新鮮空氣”。在隨後的日子裏，凱特照舊會在英國國內或者倫敦市區周圍出席一些外交活動，但她更多的還是需要待在肯辛頓宮，保養好自己的身體，以確保小公主的平安到來。2015年5月2日，在威廉和喬治父子的出生地倫敦市聖瑪麗醫院裏，65年以來英國的第一位小公主出生了。同時由於2013年王位繼承法的修訂，這位小公主將成為自1950年以來英國第一個享有王位絕對繼承權的王室女性成員。作為英國王位第四順位繼承人，她排在祖父查爾斯王儲、父親威廉王子和哥哥喬治王子之後。這也就是說如果將來有一天她的哥哥喬治小王子在繼承王位時突然遭遇任何變故或者沒有後代子嗣繼承的話，她將有極大的可能“成為英國王室有史以來第一位正式的女王儲以及王室有史以來首位威爾士女王”。
倫敦時間2015年5月2日當天下午，凱特王妃在生產10個小時後，在威廉王子的陪同下懷抱剛出生的小公主在醫院門口舉辦媒體見麵會，同時這也是小公主長相的首次公開。懷抱小公主的凱特臉上化著精致的淡妝，在當時倫敦的溫度僅有10度的情況下，穿著一件黃白相間的連衣裙，胳膊和腿都赤裸暴露於微涼的空氣中。雖然小腹微微隆起，但連衣裙簡約的裁剪和明亮的黃色還是很好地襯托出了凱特的時尚感和優雅大方的氣質，讓她看起來完全不像是剛剛經曆了生產的樣子。她的這一舉動為全球女性樹立了生產過後不坐月子的時尚辣媽形象，但是也有民眾大喊“凱特王妃真的是太拚啦”。據悉，這次小公主的誕生也算是圓了戴安娜王妃的夢想。在生產哈裏王子時，當她知道是一個男孩而不是女孩時，她明白查爾斯王儲會很失望。果然，在她出院時，王儲沒有像今天的威廉一樣親自來接戴安娜，反而是和自己的朋友一起去打馬球。這讓戴安娜感到非常傷心，她曾對自己的密友說：“那一刻在我的內心深處有一些東西正在慢慢死去。”現如今，手戴戴安娜留下來的戒指的凱特跟隨在威廉的身後，帶著自己的小公主乘車回到肯辛頓宮內。
小公主的出生讓女王伊麗莎白二世夫婦以及民眾都感到欣喜異常，凱特和威廉在返回肯辛頓宮時，看到大量民眾圍繞在肯辛頓宮外圍高聲呼喊著慶祝的口號。另一方麵，同喬治小王子出生時的情況一樣，人們開始猜測小公主究竟會取個什麼樣的名字。5月4日，英國王室在小公主出生的第三天正式發布聲明稱：“劍橋公爵夫婦很高興地宣布，他們已經為女兒取名夏洛特·伊麗莎白·戴安娜(Charlotte Elizabeth Diana)，英國人將尊稱她為劍橋夏洛特公主殿下。”隨後，英國《鏡報》有關人員就小公主的名字進行了詳細分析。他們之所以會為小公主選取“夏洛特”這個名字主要有兩個方麵的原因：一方麵這是威廉和凱特兩個人都非常喜歡的名字;而另一方麵也可以借此名字致敬小公主的祖父，當今英國王儲查爾斯。因為在英國語言表達中，“夏洛特”是與“查爾斯”相對應的女性形式。此外，不知道是巧合還是有意為之，凱特的妹妹費麗帕中間的名字也叫做“夏洛特”，這讓人們猜測也許是凱特希望可以在女兒身上融入一些娘家人的因素。至於“伊麗莎白”和“戴安娜”則分別是為了致敬女王伊麗莎白二世和紀念小公主已故祖母戴安娜王妃。