En agosto de 2018 consiguió el cuarto lugar en la prueba de ómnium del Mundial de Ciclismo de Pista Junior, consiguiendo 115 puntos en total.[4]
En agosto de 2019 consiguió la medalla de plata en el Mundial Juvenil UCI de ciclismo de pista, siendo la primera ciclista chilena en ganar una medalla en un Mundial Juvenil de Ciclismo en Pista.[5]
En septiembre de 2020 finalizó en lugar 95 en el Campeonato Mundial de Ciclismo en Ruta de 2020.[6] Al final de ese mes fichó por el equipo NXTG Racing.[7]
En mayo de 2021 consiguió un cupo para competir en los Juegos Olímpicos de Tokio 2020.[8] En su participación en los Juegos Olímpicos de Tokio 2020, Catalina se fugó del pelotón y estuvo varios kilómetros intentando alcanzar las primeras posiciones, sin embargo, su ritmo comenzó a disminuir y fue alcanzada por el pelotón en el kilómetro 60, después decidió no finalizar la carrera.[9]