Elle débute en Nationale 1 à 15 ans au Clermont Université Club et en équipe de France à 17 ans.
En 1976-1977, elle devient la première joueuse française à évoluer dans un championnat étranger en Pologne au Spojnia Gdansk : « Tout a commencé par une invitation du coach de l’époque, Z.Felski, à participer avec son club à un stage de préparation en Pologne (...) Je n’avais prévenu personne, j’emportais juste un manteau pour l’hiver et deux sacs, pour un séjour qui allait durer presque un an. J’avais 21 ans, je venais de finir mes études, je n’avais pas envie de me lancer dans la vie professionnelle, je n’avais qu’une seule ambition : m’éclater en jouant au basket le plus possible et vivre une nouvelle expérience [1]! »
Après plusieurs saisons de titres avec les Demoiselles, elle passe plusieurs années à voyager allant même par deux fois s'expatrier en Pologne.
Après un retour au C.U.C., elle participe, avec l’arrivée de Pierre Galle, à la montée en puissance de l’AS Montferrand, Catherine Malfois est l’une des meilleures joueuses françaises des années 1980.
Elle est devenue par la suite l'ambassadrice du Trégueux Basket Côtes d'Armor.
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