Fatma Betül Sayan Kaya, İstanbul'un Fatih ilçesinde hukukçu bir ailenin üçüncü çocuğu olarak dünyaya geldi. İlkokulu Fatih İlkokulu’nda okuduktan sonra Beyoğlu Anadolu Lisesi’ni (English High School) birincilikle bitirdi. Üniversite sınavlarında derece yaparak Bilkent Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği’nde burslu olarak okudu, şeref derecesiyle mezun oldu. İstanbul Üniversitesi Cerrahpaşa Tıp Fakültesi’nden mezun oldu.

İstanbul’da proje mühendisi olarak bir süre çalıştıktan sonra Amerika’nın en iyi üniversitelerinden biri olan New York Üniversitesi’nde lisansüstü çalışmalar yaptı. 2009 yılındaki 5.Olağan Kongre ile AK Parti İstanbul İl Yönetim Kurulu Üyesi olarak seçildi. Daha sonra kurucu Genel Başkanımız Sn. Recep Tayyip Erdoğan'la 2012 yılına kadar Ak Parti Genel Başkan Danışmanı olarak çalıştı. 2012 yılındaki kongreyle tekrar İstanbul İl Yönetim Kurulu Üyesi olarak seçildi ve AK Parti İstanbul Tanıtım Medya’dan sorumlu İl Başkan Yardımcısı olarak atandı. AK Parti İstanbul İl Teşkilatı’nın Sosyal Medya Yapılanmasını kurarak 39 ilçede ekipler oluşturulmasına öncülük etti.

İstanbul teşkilatlarında 3 kademe sosyal medya eğitimlerini başlattı. İstanbul Kültür ve Sanat Politikaları Komisyon Başkanlığı yaptı. 2014 Yerel Seçimleri Seçim Koordinasyon Merkezi Tanıtım Medya Sorumlusu ve 2014 Cumhurbaşkanlığı seçimlerinde ERDOĞAN İSTANBUL seçim ofisi Tanıtım Medya Sorumlusu olarak görev yaptı.
5. Olağan Kongre ile AK Parti MKYK üyeliğine seçildi.

AK Parti AR-GE'den Sorumlu Genel Başkan Yardımcısı olarak görev yapmıştır. 25 Kasım 2015 tarihli MYK değişikliği ile AK Parti Dış İlişkilerden Sorumlu Genel Başkan Yardımcılığı görevine getirilmiştir.

Ahmet Davutoğlu'nun istifasının ardından Binali Yıldırım tarafından 24 Mayıs 2016 tarihinde kurulan 65. Türkiye Hükûmeti'nde Aile ve Sosyal Politikalar Bakanı olarak göreve başladı.

Evli ve bir çocuk annesi olan Fatma Betül Sayan Kaya, çok iyi düzeyde İngilizce ve Almanca biliyor.