Katherine nasceu e foi criada em Barnsley, South Yorkshire, Inglaterra. Como filha de pais irlandeses, Katherine passou boa parte de sua infância no condado de Kerry, na Irlanda, e também estudou nos Estados Unidos, onde viveu por vários anos. Aos dezoito anos, ela ganhou um lugar na prestigiada Academia Real de Arte Dramática (RADA), em Londres, onde foi treinada classicamente por três anos. Desde que se formou em 2001, Katherine trabalhou continuamente em teatro (Royal Shakespeare Company, The National, Donmar Warehouse), televisão (criminal: Reino Unido, fraude, Happy Valley, Sr. Selfridge, Coronation Street), cinema (Deus sujo, segredos oficiais) e Rádio (BBC 3 e 4).
