Sexta de ocho hijos de Brígida (s. Brígida de Suecia) y Ulf, Catalina nació en Suecia en 1331. Fue educada en las costumbres y preceptos de la Iglesia católica y educada en el amor cristiano al prójimo. Como testigo del proceso de canonización de su madre declaró: "Recuerdo cómo mi Madre me llevaba con mis hermanas, cuando iba a visitar los hospitales que había construido, y con sus propias manos, sin asco, bendaba sus heridas". En efecto, Brígida deseaba que sus hijos aprendieran a servir al Señor en los pobres y enfermos. Catalina creció en ese clima fuertemente evangélico. Pero todavía era una jovencita cuando su madre fue llamada a la corte sueca como institutriz de la joven esposa del rey Magnus Eriksson, Blanca de Namur. Catalina fue confiada, junto con su hermana Ingeborg, al monasterio cisterciense de Riseberga. Unos años más tarde, Brígida dejó Estocolmo debido a algunos desacuerdos con la familia real y porque estaba angustiada por la muerte de su hijo Gudmar, de sólo 11 años. Y como Brígida, deseaba profundizar en las raíces de su fe, se fue en peregrinación con su marido y Catalina esta vez fue acogida, para continuar sus estudios, en el convento dominicano de Skenninge con su hermana Cecilia. Esa vida itinerante en los conventos le hizo sufrir mucho por la falta de vida familiar normal.
De Suecia a Italia
Catalina tenía 14 años cuando su padre, regresando con su esposa de Santiago de Compostela, gravemente enfermo, decidió pasar los últimos años de su vida en el monasterio cisterciense de Alvastra. Pero deseaba ver a su hija casada y la obligó a casarse con Edgar von Kyren. Catalina, aunque se oponía a un matrimonio sin amor, a final de cuentas obedeció a sus padres. Pero luego supo obtener el acuerdo de su marido para consagrarse a Dios y hacer el voto de castidad. Y junto con él llevó un estilo de vida monástica de oración, ayuno y penitencia. Su modelo de vida fue el ejemplo de su madre Brígida que, tras la muerte de su marido Ulf, se había retirado a Alvastra donde había fundado un monasterio en Vadstena, unos años después. Catalina amaba y admiraba profundamente a su madre y, como ella, aspiraba a la santidad, pero, a diferencia de su madre, no tenía aún claro cómo podía servir a la Iglesia. En 1349 Brígida se fue a Roma para obtener la aprobación de su fundación en Vadstena y para instar al regreso del Papa de Avignon. Catalina se entristeció por esta partida, pero al año siguiente se unió a su madre con motivo del Año Santo, para responder a la invitación del Papa de visitar la tumba de Pedro y las otras grandes basílicas romanas para obtener indulgencias.
El período de inquietud
Mientras estaba en Roma, su marido Edgar murió, así que Catalina, por invitación de su madre, se quedó en Italia. Pero la nostalgia de Suecia no la dejaba y sufría la soledad y experimentaba la depresión. Brígida le prohíbió salir de casa sola porque la ciudad no era segura para una joven y hermosa sueca que atraía las miradas de la gente maliciosa. Catalina rechazó las nuevas propuestas de matrimonio de varios pretendientes. En algunas pinturas de la iconografia de los santos se representa frecuentemente a Catalina en compañía de un ciervo que la habría salvado de un violento pretendiente que quería secuestrarla, después de que ella lo habría rechazado. Para mantener alejados a los hombres malintencionados Catalina usaba ropa simple o gastada. Catalina seguía inquieta y atormentada por la ansiedad pues no sabía qué forma de vida debía seguir. Para entender la voluntad de Dios, rezó a la Virgen que, en un sueño, la invitó a obedecer a su madre. Desde entonces, Catalina apoyará todas las iniciativas de Brígida, y se dedicará total y amorosamente a realizarlas.
En misión con su madre Brígida y abadesa en Vadstena
De ese modo, junto con Brígida, Catalina se dedicó a la catequesis con las familias romanas nobles, hizo lo mejor que pudo en obras de caridad, abogó por la realización del proyecto de Vadstena e hizo peregrinaciones. Con Brígida, durante unos veinte años, vivió en Roma en una casa cerca de Campo de' Fiori, viviendo en la extrema pobreza una vida cotidiana llena de actividades pastorales, de oración y de rígida ascesis. El 23 de julio de 1373 Brígida murió. Su hija había pedido que sus restos mortales fueran sepultados en el monasterio de Vadstena. Después de un largo viaje, Catalina llegó allí el 4 de julio del año siguiente y allí decidió convertirse en monja. Fue elegida abadesa, pero poco después regresó a Roma para pedir la canonización de su madre y obtener la aprobación de la regla de la Orden que había fundado. En los siguientes cinco años Catalina recogió testimonios sobre su madre y se encontró primero con Gregorio XI, luego con Urbano VI. Este último aprobó la regla de la Orden brigidino con una bula el 3 de diciembre de 1378, pero dejó de lado la Causa de canonización de Brígida. Después de entregar toda la documentación necesaria para tal proceso de canonización, Catalina regresó a Vadstena. Murió el 24 de marzo de 1381.