Katerena Anna Vinitska 1977. december 17-én született az Ontario tartománybeli Etobicoke-ban, Kanadában. Két fivére van, Adam, aki jelenleg Afganisztánban szolgál, illetve Markjan, aki Katherynhez hasonlóan színészként tevékenykedik. Családja ukrán származású, így anyanyelve is eredetileg az ukrán - mindössze 8 éves korában kezdett el megismerkedni az angollal. Hétéves korátol kezdve aktívan űz számos küzdősportot, többek között taekwondót és karatét is, 13 éves korában pedig megszerezte első feketeövét. 16 éves korában nyitotta első harcművészetre koncentrált iskoláját Win Kai néven, majd 21 éves korára három ehhez hasonló tanintézet tulajdonosa volt.
A küzdősportok mellett komolyabban érdeklődött a színészet iránt is, ezért New Yorkba költözött és a William Esper Studióban tanult színművészetet, ahol egyébként olyan neves színészeket képeztek, mint Kim Basinger, Kathy Bates és Calista Flockhart.
Első szerepét 1999-ben kapta.
2013-ban megkapta Lagertha szerepét a History Channel legújabb sorozatában, a Vikingekben (Vikings). A széria első epizódja 2013 márciusában debütált, majd a premiert követően rengeteg pozitív visszajelzés érkezett a kritikusoktól, ennek hatására pedig hamarosan berendelték a második évadot.
2015 júniusában Nick Loeb amerikai üzletemberrel és színésszel hozták szóba, azonban az állítólagos kapcsolatot egyik fél sem erősítette meg. Katheryn jelenleg Los Angelesben él.

SOROZATOK:
1999: PSI Factor: Chronicles of the Paranormal / Y-akták - Suzie
1999-2000: Student Bodies - Holly Benson
2000: Relic Hunter / Az elveszett ereklyék fosztogatói - Roselyn
2002: Tracker / Zsaru az űrből - Laura
2003: Oz - Liesel Robinson
2003: 1-800-Missing / Eltűntnek nyilvánítva - Julia Snyner
2003: Wild Card - Kendall
2003: 10-8: Officers on Duty / 10-8: veszélyes őrjárat - Lucy Johnson
2004: CSI: Miami / Miami helyszínelők - Nicole Harjo
2005: CSI: New York / New York-i helyszínelők - Lisa Kay
2006: Criminal Minds / Gyilkos elmék - Maggie Lowe
2007: House M.D. / Doktor House - Eve
2008: Law & Order / Esküdt ellenségek - Sarah Shipley
2009: Crime Scene Investigation / Helyszínelők - Maureen Martin
2002-2009: Law & Order: Criminal Intent / Esküdt ellenségek: Bűnös szándék - Carrie Conlon / Karyn Barrett
2010: The Gates / Titkok otthona - Kat Russo
2010-2011: Bones / Dr. Csont - Hannah Burley
2011: The Glades / Glades - Tengerparti gyilkosságok - Valerie Dorman
2011: Nikita - Kelly
2012: Transporter: The Series / A szállító - Darcy Daniels
2015: Vikings: Athelstan's Journal - Lagertha
2015: Person of Interest / A célszemély - Frankie Wells
2013-jelenleg: Vikings / Vikingek - Lagertha