Figlia di Bernabò e di Beatrice della Scala, nacque a Milano il 12 luglio del 1362 e si spense a Monza il 17 ottobre del 1404.
Fin da bambina, al pari delle sorelle, fu considerata dal padre pedina di cambio politico: non a caso, nel 1378, egli pensò di maritarla a Riccardo II d’Inghilterra che, però, le preferì Anna di Boemia.
In mancanza di allettanti proposte, nel 1379 la scelta del potente Signore di Milano ricadde sul nipote GianGaleazzo, figlio del proprio fratello Galeazzo II, già vedovo di Isabella di Valois e padre di Azzone.
Le nozze furono officiate il 15 novembre del 1380 presso la chiesa milanese di San Giovanni in Conca: la sposa ricevette in dono dal coniuge il castello monzese e, qualche anno più tardi, la Signoria di Vicenza.
Il 6 maggio del1385, asorpresa, mirando ad assumere la titolarità dello Stato, con l’aiuto della madre Bianca di Savoia, GianGaleazzo tese un agguato allo zio/suocero; lo catturò e lo fece deportare nel castello di Trezzo assieme ai due figli Ludovico e Rodolfo.
I tre Prigionieri si spensero forse avvelenati, dopo stenti e maltrattamenti e, ai germani superstiti, furono espropriati i diritti sulla Signoria.
L’usurpatore giustificò il proprio abominevole atto con una serie di pretesti: primo fra tutti, sostenne che Bernabò si accingesse ad assassinarlo; poi ne censurò l’imposizione del non gradito matrimonio con la cugina Caterina; infine dichiarò di avere agito in difesa di sua sorella Violante che, già costretta a tredici anni a sposare Lionello di Anversa e, una volta vedova, a contrarre nuovo legame con Ottone del Monferrato, in occasione della seconda vedovanza, nel 1381, era stata obbligata dall’irriducibile zio a terze nozze con il proprio figlio Ludovico, Governatore di Lodi e Parma, a consolidamento del groviglio di alleanze diplomatiche e politiche.
Dopo una prima gravidanza risòltasi con la nascita di una bambina già morta, fatto voto alla Madonna di mettere ad ogni altro figlio che fosse nato come secondo nome Maria, Caterina dette alla luce due eredi: Giovanni Maria nel 1388 e Filippo Maria nel 1392, rispettivamente poi sposati ad Antonia Malatesta e a Beatrice di Lascaris.
L'8 gennaio del1390, inoccasione della perdita di un’altra creatura, si era impegnata, se fosse sopravvissuta alle complicanze del parto, a costruire la certosa di Pavia la cui prima pietra fu posta il 27 agosto del 1396.
L’11 maggio del 1395, intanto, l’Imperatore Venceslao aveva ratificato il titolo di Duca di Milano a Giangaleazzo che, allora, commissionò ad Anovelo da Imbonate la realizzazione di un Messale da donare alla basilica di Sant'Ambrogio.
In esso, la Duchessa Caterina fu ritratta con un gruppo di Cortigiani.
Il 3 settembre del 1402 il potente Visconti morì.
La vedova fu chiamata a misurarsi con una complessa eredità e, assunta la tutela dei figli minori, accettò il sostegno di un Consiglio di Reggenza che sarebbe restato in carica fino a quando Giovanni e Filippo non avessero raggiunto la maggiore età.
Per fronteggiare, poi, l’enorme esposizione debitoria del Ducato, ricorse al Conte guelfo di Valsesia Francesco Barbavara.
Costui, tuttavia, fu accusato di malversazione da Antonio Visconti di Giovannolo che, in nome degli interessi legittimi del giovane Giovanni Maria, insediato un nuovo Organismo deputato a tutelare entrambi gli eredi, fomentò una ribellione contro la Duchessa.
Nel giugno del 1403, il contagio di una Milano infiammata coinvolse tutte le città infeudate ai Visconti.
La reazione di Caterina fu energica: il 6 gennaio del 1404, appoggiata da Pandolfo Malatesta, Jacopo dal Verme e Facino Cane, ella ordinò l’arresto di tutti i membri del nuovo Consiglio e ne fece spietatamente decapitare una parte.
I sopravvissuti, che erano riusciti a fuggire da Milano, si appellarono a Filippo Maria mentre altri torbidi insanguinavano il territorio.
La Visconti, cui il secondogenito espresse tutta la propria ostilità, si rivolse ai fratelli residenti all’estero ma, prima di riceverne utile risposta, fu arrestata da Francesco Visconti di Giovannolo e confinata nel castello di Monza.
Era il 18 agosto del 1404.
Esattamente due mesi dopo, in quell’edificio fu divorata dalla peste. La Vulgata, tuttavia, la indica vittima di una congiura ghibellina.