Catarina foi ao mesmo tempo filha, discípula e companheira inseparável da mãe, Santa Brígida, a maior expressão religiosa feminina da história da Suécia. Nascida em berço nobre e cristão, em 1331, Catarina recebeu educação e cultura com sólida base religiosa. Aos 7 anos de idade, foi entregue às irmãs do Convento de Risberg, que souberam desenvolver totalmente sua vocação, cristalizando os ensinamentos cristãos que já vinha recebendo desde o berço.

No entanto, circunstâncias políticas e sociais fizeram com que a jovem tivesse que se casar com um nobre da corte, Edgard, que, por ser um fervoroso cristão e possuir uma enfermidade, decidiu aceitar o voto de castidade que Catarina fizera e também adotá-lo. Dessa forma, viveram como irmãos, e, quando Edgard ficou paralítico, Catarina passou a cuidar dele com todo o carinho e generosidade.

Por ocasião da morte do pai de Catarina, sua mãe, Brígida, resolveu voltar-se totalmente para a vida religiosa, iniciando-a com uma romaria aos túmulos dos apóstolos, em Roma. Pouco tempo depois, Catarina conseguiu autorização do marido para encontrar-se com ela, mas, quando estavam em Roma, receberam a notícia da morte de Edgard. Então, ambas fizeram os votos, vestiram o hábito de religiosas e não se separaram mais. Catarina acompanhou todo o trabalho de caridade e evangelização desenvolvido pela mãe, ajudando-a. Fundaram juntas o duplo Mosteiro de Vadstena, na Suécia, do qual Brígida foi abadessa, criando a Ordem de São Salvador, cujas religiosas são chamadas de brigidinas.

Catarina, como sua assistente, seguiu-a em todas as viagens perigosas, em seu país e no exterior, sendo muitas vezes salva de ameaças por um cervo selvagem que sempre aparecia para socorrê-la. Por isso, nas suas representações, sempre há um cervo junto a ela.

Foi após uma peregrinação à Terra Santa que Brígida veio a falecer, em Roma. Catarina acompanhou seu corpo de volta à Suécia e foi recebida com aclamação popular, junto com os restos mortais da mãe, que já era venerada por sua santidade.

Os registros relatam mais fatos prodigiosos ocorridos com a nova abadessa, Catarina, que foi eleita sucessora da mãe no convento. Eles também contam que alguns pretendentes queriam que ela abandonasse os votos e o hábito depois da morte de Edgard, e um deles, mais audacioso, teria ficado cego por tentar atacá-la, só recuperando a visão depois de se ajoelhar aos seus pés e pedir perdão. Quando abriu os olhos, viu ao lado de Catarina o cervo selvagem que sempre a ajudava.

Brígida, depois de falecida, passou a operar prodígios, segundo muitos devotos e peregrinos que afirmavam ter alcançado graças por sua intercessão. Por isso, a pedido do povo e das autoridades da corte, a abadessa Catarina foi a Roma requerer do Sumo Pontífice a canonização da mãe, em nome da população de seu país. Ali viveu por cinco anos, interna de um convento onde ficaram registrados sua extrema disciplina, seu senso de caridade e a humildade com que tratava os doentes e os necessitados.

Catarina, quando voltou para a Suécia, já era portadora de grave enfermidade, talvez pelas horas de duras penitências que praticava. Tinha 50 anos de idade quando faleceu, no dia 24 de março de 1381.

O papa Inocente VIII confirmou o culto de Santa Catarina da Suécia em 1484, mas seu culto já era muito vigoroso em toda a Europa, uma vez que, segundo a população romana, ela teria salvado a cidade da inundação do rio Tevere, cuja cheia já havia derrubado os diques que o continham.