Elszegényedett nemesi család 23. gyermekeként született, édesapja kelmefestésből tartotta el népes családját. Gyermekkorában nem járt iskolába, későn tanult meg írni és olvasni. Korán megmutatkozott rendkívüli vallásossága. Nyolcéves korában látomást látott a trónon ülő Jézusról, és ennek hatására szüzességi fogadalmat tett. 15 évesen csatlakozott a domonkos harmadrendhez, a mantellátákhoz, és idejét imádkozással, aszketikus gyakorlatokkal, betegek ápolásával és a szegények istápolásával töltötte. Domonkos barátok segítségével kezdte el olvasni a Breviáriumot és a Szentek cselekedeteit (Acta Sanctorum), de más szerzetesrendekkel is kapcsolatban állt (Ferences rend, Ágoston-rend). Szónoklatainak ereje, melyről imái és levelei tanúskodnak, egyre több embert vonzott köré. Követői (famiglia) szellemi anyjuknak tekintették Katalint. 19 éves korában misztikus lelkesedéstől áthatva végleg elhagyta szülővárosát, és követőivel békét hirdetve bejárta Itáliát. Elhivatottnak érezte magát arra, hogy felrázza a válságban lévő egyházat és hogy kötelességeire emlékeztesse a papságot: „Isten előtt nincs utálatosabb, mint azok a virágok, amik az egyház misztikus testéből hajtanak ki, és édes illatok helyett bűnök rothadó szagát árasztják.” 1370 körül politikai és társadalmi követeléseket is megfogalmazott: a keresztények egymás közötti megbékélését, keresztes háborúk indítását a hitetlenek ellen és a Szentszék visszaköltözését AvignonbólRómába. Fellépése nyugtalanságot váltott ki, és bizalmatlanságot keltett. 1374-ben pünkösdkoreretnekség vádja miatt kellett megjelennie a Domonkos-rend legfelsőbb grémiuma előtt Firenzében, de válaszaival elnémította ellenzőit. Capuai Rajmund domonkos szerzetest jelölték ki gyóntató atyjául. Katalin tanácsadója és tolmácsa volt, ő írta meg később életét Legenda maior címmel.
Giovanni di Paolo: Szent Katalin misztikus eljegyzése, amit követően az Úr kiszólította magányából és elküldte az emberek közé, a béke és az igazság angyalának[1]Szent Katalin szarkofágja Rómában a Santa Maria sopra Minerva-templomban
Sienában pestisjárvány tört ki, csodának számító gyógyulásokat tulajdonítottak Katalinnak, és hírneve tovább nőtt. Gyóntatójának közlése szerint 1375. április 1-jén Pisában a keresztre feszített Jézus előtt részesült Krisztus szenvedésének stigmáiban, de kérésére ezek láthatatlanok maradtak. Sokat és hosszan böjtölt, a böjtölés után is egyre kevesebbet evett. Elegendő volt számára az Oltáriszentség vétele.[2] 1376 júniusában egy maroknyi hívő kíséretében elindult Avignonba. Három hónapig tartózkodott a városban, és találkozott XI. Gergely pápával. A mai napig vitatott, hogy volt-e szerepe Katalinnak a Szentszék Rómába való visszatérésében. 1376. szeptember 3-án a pápa elhagyta Avignont, és 1377. január 17-én ünnepélyesen bevonult Rómába. XI. Gergely halála után Katalin VI. Orbán pápát támogatta, és kérésére Rómába költözött. 1380. április 29-én 33 éves korában halt meg súlyos betegség következtében. Rómában a Santa Maria sopra Minerva templomban helyezték örök nyugalomra.
