Källa till kunskap om heliga Katarinas liv är i första hand Vita Katherina som skrevs av Ulf Birgersson, Vadstena klosters generalkonfessor 1423-26. I den heliga Birgittas uppenbarelser finns ett par kapitel som talar om Katarina (VI:118,119,120, Extr: Prol.kap,8,69,107) och i Kanoniseringsakterna för heliga Birgitta finns heliga Katarinas vittnesbörd om sin mor. Heliga Katarina föddes 1331 eller 1332. Hon tillbringade sin tidiga barndom med sina syskon på Ulvåsa. Under föräldrarnas långa pilgrimsfärd till Santiago de Compostella 1341, anförtroddes Katarina och systern Ingeborg åt nunnorna i Riseberga cistercienserkloster för att uppfostras och undervisas av dem. I de tidiga tonåren (1343?), före Ulvs död, blev hon gift med Eggard Lyderson van Kyren. De hade sin huvudsakliga hemvist på Eggardsnäs strax norr om Nyköping. Eggard föddes eventuellt 1321 och enligt Katarina dog han en långfredag ​​den 15 april 1351. År 1350 reste Katarina till sin mor i Rom. Hon stannade i Rom som trogen följeslagare och medhjälpare till sin mor fram till dennes död 1373. Hon tog emot besökare som sökte råd och hjälp, undervisade och hjälpte fattiga. När det var möjligt följde hon med heliga Birgitta på pilgrimsvandringarna i Rom, till andra platser i Italien och till det Heliga Landet 1372.

Tillsammans med sin bror Birger förde hon den heliga Birgittas kvarlevor tillbaka till Vadstena och här blev hon den naturliga ledaren för den grupp som samlats för att bygga upp det nya klostret.

År 1375 reste hon åter till Rom på uppdrag av den nya klostergemenskapen. Hon skulle utverka och stadfästa privilegier för klostret, få ordensregeln bekräftad och framför allt arbeta på heliga Birgittas helgonförklaring. Hon återvände till Vadstena sommaren 1380 och dog i klostret den 24 mars 1381.

I den nya klosterkyrkan placerades Katarinas reliker så att pilgrimer och besökare lätt kunde nå dem. Det var många som kom till Katarinas grav för att be om hennes förbön eller för att tacka för undergärningar. År 1469 började man samla in vittnesbörd om mirakler som skett på hennes förbön. 1474 skrev de svenska biskoparna till påven och anhöll om att processen för hennes helgonförklaring skulle påbörjas. Under åren 1475-77 gjordes 200 vittnesförhör i Sverige. På Sixtus IV utfärdade den 16 augusti 1482 en bulla att Katarina kunde vördas som helgon i Norden, och Påve Innocentius VIII gav den 14 juni 1488 tillstånd om hennes skrinläggning. Den högtidliga skrinläggningen ägde rum i Vadstena den 1 augusti 1489. 

I Martyrium Romanum är infört för den 24 mars:

Vastenae in Suecia, sanctae Catharinae, virginis, quae, sanctae Birgittae filia, invita nuptum data virginitatem, coniuge consentiente, servavit et post eius obitum piam degit vitam; Romae et in Terra Sancta peregrina, matris reliquias in Sueciam translavit et in monasterio Vadstenensi asservavit, ubi habitum monialium ipsa induuit.