Opaliński János Károly lengyel gróf (1642–1695) és Czarnkowska Zsófia (1660–1701) leányaként született 1680-ban. Krakkóban1698 májusában feleségül ment Leszczyński Szaniszló lengyel herceghez, aki később, 1704–1709, majd 1733–1736 között Lengyelország és Litvánia államfője lett. Házasságukból két leánygyermek született:
Férjét 1704. július 12-én a lengyel királyválasztó gyűlés (szejm)Erős Ágost ellenében királlyá választotta, s az új királyt és feleségét október 4-énVarsóban királlyá és királynévá koronázták. Négy évvel később, 1709-ben azonban II. Ágost orosz katonai támogatással visszaszerezte trónját, és Leszczyński Szaniszló egész családjával együtt menekülni kényszerült Lengyelországból.
1709-től 1711-ig Szczecinben, majd 1711-től 1714-ig a svédországiKristianstadban éltek. 1714-ben visszatérhettek Németországba, s XII. Károly svéd király átmeneti megoldásként átadta nekik egyik saját hűbéri birtokát, a saar-vidéki Pfalz–Zweibrücken (francia neve: Palatinat–Deux-Ponts) hercegséget, amely Lotaringia és Bar Hercegségeinek határán feküdt. Itt a család rangjához méltó, de szerény költségvetésű udvart tarthatott fenn. 1717-ben idősebbik leánya, Anna hercegnő 18 éves korában tüdőgyulladást kapott és a gräfinthali kolostorban meghalt. 1718-ban, XII. Károly halála után Leszczyński Szaniszlónak és családjának el kellett hagynia a pfalz–zweibrückeni hercegséget. Lipót Józseftől (1679–1729), Lotaringia és Bar uralkodó hercegétől, a későbbi I. Ferenc német-római császár apjától kértek menedéket. A francia király engedélyével a biztonságos elzászi francia katonavárosokba, Petit-Landauba és Wissembourgba költözhettek. Lakóhelyüket II. Fülöp orléans-i herceg (1674–1723), az elhunyt XIV. Lajos unokaöccse, a Francia Királyság régense jelölte ki, aki kegydíjat folyósított és testőrséget is biztosított a család tagjainak.
A lengyel örökösödési háború során Leszczyński Szaniszló 1733-ban visszatért Lengyelországba, és francia segítséggel átmenetileg visszaszerezte trónját, de az orosz és szász invázió elől már 1734-ben menekülni kényszerült. A háború eredményeként Franciaország 1735-ben megszerezte Lotaringia és Bar hercegségeit. 1736-ban XV. Lajos még nem tudta annektálni ezeket a hercegségeket, ezért életfogytig tartó birtokba adta őket a vesztett Leszczyński Szaniszlónak. A volt lengyel királya halála esetén a két hercegséget – Leszczyński leányának révén – veje, a francia király örökli. Leszczyński 1736-ban lemondott lengyel és litván trónigényéről, és 1737-ben hivatalosan is Bar, majd Lotaringia hercegévé nyilvánították. Április elején Lotaringiába utazott. Katalin április 13-án követte férjét, s a lunéville-i hercegi kastélyba költöztek be. Évente 2 millió livre nyugdíjat kaptak XV. Lajostól.
Katalin 1747. március 19-én halt meg Lunéville-ben. A nancyi Notre-Dame-de-Bonsecours templomban helyezték örök nyugalomra. Férje tizenkilenc évvel élte őt túl; őt is ugyanitt temették el 1766-ban. 1768-ban elhunyt leányának, Leszczyńska Mária francia királynénak szívét, meghagyása szerint ugyancsak Nancyba hozták, és szülei mellé helyezték. A francia forradalom alatt a sírkápolnát meggyalázták. A síremlékek – művészi értékük miatt – megmenekültek a szétrombolástól, de a koporsókat eltávolították, közös sírba vetették, a templomot múzeummá alakították. 1807-ben, a Bourbon-restauráció után a templomot és a sírhelyeket helyreállították, ezek ma is láthatók.
