A una edad temprana mostró interés en la astrología y la astronomía. Debido a su interés y a su elevada inteligencia, su madre buscó un tutor para ella. Finalmente, François Viète, considerado el mayor matemático de la época, fue contratado como su tutor. Viète le enseñó materias como geografía, descubrimientos recientes, conocimiento cosmográfico y matemáticas, despertando estas últimas su interés, lo que la llevaría a convertirse en matemática.
Tras enviudar a los 18 años, Catherine fue pretendida por Renato II de Rohan, en aquel momento segundo hijo de la Casa de Rohan, pero Catherine no aceptó casarse con él hasta que se convirtió en vizconde de Rohan y heredó la fortuna familiar tras la muerte de su hermano mayor.[3]