Catherine Maunoury connaît ses premières heures de vol en 1962 lorsque son père l'emmène voler[E 1]. En 1969, à bord d'un Jodel D112, son instructeur prend la responsabilité de la faire voler seule alors qu'elle n'a pas plus de cinq heures de vol[E 1]. Au terme de cette expérience, elle réussit son examen[E 1]. Elle obtient son brevet de pilote en 1971[E 2] et devient la plus jeune pilote de France. Elle est aussi titulaire d'une maîtrise de philosophie[E 2].
Devenue pilote, Catherine Maunoury s'oriente vers la voltige aérienne que pratiquait son père et son instructeur[E 3]. Sous la direction de Gérard Bessière, son entraîneur, elle remporte dix titres de championne de France et deux de championne du monde[E 4],[5]. Ces deux victoires interviennent à douze ans d'écart, alors que les avions ont évolué[E 4]. « Il devenait possible d'enchaîner de plus en plus rapidement des figures de plus en plus compliquées[E 4]. Résultat : quand j'ai le championnat du monde de 2000, à Muret, je ne me suis pas contentée de réitérer ma performance de 1988 à bord d'un prototype[E 4]. J'ai gagné ce second titre mondial avec un CAP 232, dans une discipline profondément renouvelée »[E 4].
Reconversion comme instructrice, dirigeante et candidate politique
Alors qu'en 2008, elle figure sur la liste Chartres Votre Ville 2008 de Jean-Pierre Gorges, maire sortant UMP[9], elle mène en 2014 la liste Réunir Chartres soutenue par le PS, EELV et le MoDem, liste qui est battue au premier tour des municipales avec 31,47 %.
Le , Catherine Maunoury est élue à la présidence du Conseil d'administration de L'Aéro-Club de France[10]. Le , elle quitte la direction du musée de l'Air et de l'Espace après son second mandat et devient ambassadrice du musée[11] jusqu'au 29 février 2020.
En 1989, l'Association des Journalistes Professionnels de l’Aéronautique et de l’Espace (AJPAE) lui décerne le prix Icare. Elle est la seconde femme après Jacqueline Auriol à recevoir ce prix.