Katarzyna była najmłodszą z 25 dzieci urodzonych w rodzinie niższej klasy średniej; większość jej rodzeństwa nie przeżyła dzieciństwa. W młodym wieku mówi się, że poświęciła swoje dziewictwo Chrystusowi i doświadczyła mistycznych wizji. Katarzyna została tercjarką (członkinią Trzeciego Zakonu zakonnego, która składa proste śluby i może pozostać poza klasztorem lub klasztorem) Zakonu Dominikanów (1363), wstępując do Sióstr pokutnych św. Dominika w Sienie. Szybko zyskała szeroką reputację dzięki swojej świętości i surowemu ascezie., We wczesnych latach dwudziestych doświadczyła „duchowego zaślubin” do Chrystusa i została przeniesiona, aby natychmiast zacząć służyć ubogim i chorym, zyskując w tym procesie uczniów.

jej posługa ostatecznie wykroczyła poza lokalną społeczność, a Katarzyna zaczęła podróżować i promować reformę kościoła. Kiedy Zbuntowane miasto Florencja zostało objęte interdyktem przez papieża Grzegorza XI (1376), Katarzyna postanowiła podjąć publiczne działania na rzecz pokoju w kościele i Włoszech oraz zachęcić do krucjaty przeciwko muzułmanom., Udała się jako nieoficjalna mediatorka do Awinionu ze swoim spowiednikiem i biografem Raymondem z Kapui. Jej misja nie powiodła się i została praktycznie zignorowana przez papieża, ale podczas pobytu w Awinionie promowała swoje plany Krucjaty.

stało się dla niej jasne, że powrót papieża Grzegorza XI do Rzymu z Awinionu—pomysł, którego nie zainicjowała i nie zachęcała—był jedynym sposobem na zaprowadzenie pokoju we Włoszech. Katarzyna wyjechała do Toskanii dzień po tym, jak Grzegorz wyruszył do Rzymu(1376). Na jego prośbę udała się do Florencji (1378) i była tam podczas rewolty Ciompiego w czerwcu., Po krótkim pobycie w Sienie, podczas którego zakończyła dialog (rozpoczęty rok wcześniej), w listopadzie udała się do Rzymu, prawdopodobnie na zaproszenie papieża Urbana VI, któremu pomogła w reorganizacji kościoła. Z Rzymu wysyłała listy i wezwania, aby uzyskać poparcie dla Urbana; jako jeden z jej ostatnich wysiłków, próbowała odzyskać królową Joannę i Neapolu do posłuszeństwa Urbanowi, który ekskomunikował Królową za wspieranie antypapieża Klemensa VII.

pisma Katarzyny, z których wszystkie były dyktowane, obejmują około 380 listów, 26 modlitw i 4 traktaty Il libro della divina dottrina, lepiej znany jako dialog (ok. 1475; Eng. trans. Suzanne Noffke, 1980). Zapis jej ekstatycznych doświadczeń w dialogu ilustruje jej doktrynę o „wewnętrznej komórce” poznania Boga i jaźni, do której się wycofała. Pełne wydanie dzieł Katarzyny, wraz z jej biografią autorstwa Raymonda, zostało opublikowane w Sienie (1707-21).