Kenneth O. Bjork vokste opp i et norsk hjemmemiljø i Enderlin, North Dakota, hvor faren drev en jernvarehandel. Han lærte å tale et forfinet riksmål, enda begge hans foreldre var født i Amerika. Farsslekten kom fra Kaupanger i Sogn, og morsslekten fra Grue i Solør.
Bjork ble uteksaminert fra St. Olaf College i Northfield, Minnesota 1930, med historie som hovedfag. Han fortsatte sine studier ved statsuniversitetet i Madison, Wisconsin, med den kjente norskamerikanske historikeren Paul Knaplund – en ekspert på det britiske imperiet – som veileder. På studiereiser i Europa 1934–35 kom han i London i forbindelse med G. P. Gooch og i Berlin med Friedrich Thimme. De to internasjonalt berømte diplomathistorikere overbeviste ham om hvor viktig det var å undersøke immigrantopplevelsen.
1935 fikk han sin Ph.D.-grad på en avhandling om anglo-tyske diplomatforbindelser i Bismarck-tiden. 1935–37 var han ved University of Montana i Havre, Montana. 1937 ble han ansatt ved St. Olaf College, hvor han ble professor 1944, og underviste i europeisk historie til han ble pensjonert 1974. I perioden 1965–67 underviste han som Fulbright-professor ved University of East Africa i Nairobi, Kenya.
Bjorks faglige produksjon kom i stor grad til å ligge innenfor norskamerikansk historie. Som redaktør for skriftene til The Norwegian-American Historical Association (NAHA) i årene 1960–80 satt han sentralt i dette forskningsfeltet, og var ansvarlig for at det ble gitt ut minst én bok årlig. Han hadde siden slutten av 1930-årene vært en aktiv deltaker i lagets arbeid, som til tider hadde vanskelige kår, f.eks. i 1950-årene, som var preget av en ny søken etter nasjonal enhet og mangel på interesse for etnisk opphav.
1947 utgav Bjork Saga in Steel and Concrete, et pionerarbeid i studiet av det han definerer som “a migration of skills” – en migrasjon som førte norske ingeniører og arkitekter til Amerika og til deltakelse i landets økonomiske vekst. 1958 utkom West of the Great Divide, en nytolkning av det indre migrasjonsmønsteret, som viser en kontinuerlig folkebevegelse fra eldre settlementer i Midtvesten til nye bosetningsområder lenger vest, motivert av de samme beveggrunner som hadde ført til oppbruddet fra hjemlandet.
I sin undervisning, offentlige foredrag, redaktørvirksomhet og vitenskapelige arbeider, som i tillegg til hans to hovedverk omfatter nærmere 40 mindre arbeider, la Bjork for dagen et konsekvent humanistisk historiesyn, orientert mot enkeltmenneskets livserfaringer. Han ble utnevnt til ridder av 1. klasse av St. Olavs Orden 1962, og 1976 ble han utnevnt til æresdoktor (dr.philos. h.c.) ved Universitetet i Oslo.
Bjork er begravd på Oaklawn Cemetery i Northfield, Minnesota.