Nascida em Budapeste, Hungria, seu verdadeiro nome é Katherina Freiin Schell von Bauschlott, descendente de uma família patrícia alemã que já foi rica.Seu pai, o barão Paul Schell von Bauschlott, era um diplomata respeitado até que os nazistas confiscaram suas propriedades durante a Segunda Guerra Mundial, enquanto sua mãe era a condessa Katharina Maria Etelka Georgina Elisabeth Teleki de Szék.Sua família viveu na pobreza até 1948, quando buscaram asilo em Viena e Salzburgo, quando o regime comunista começou a se estabelecer na Hungria.Em 1950, sua família emigrou para os Estados Unidos e o Barão von Schell Bauschlott renunciou ao título para que sua família obtivesse a cidadania.Catherine ingressou em uma escola de convento na área de Staten Island, em Nova York.Em 1957, seu pai ingressou na Radio Free Europe, levando a família para Munique, onde ela desenvolveu um interesse pela atuação e se formou na prestigiosa Falconberg School.Sua estréia nada auspiciosa (às vezes chamada de Catherine von Schell) foi no filme alemão Lana, Rainha das Amazonas (1964).Enquanto filmava Amsterdam Affair (1968), ela conheceu e se casou com o ator William Marlowe, posteriormente se mudando para Londres.Ela continuou a aparecer em Moon Zero Two (1969), o longa-metragem de James Bond On Her Majesty's Secret Service (1969), Callan (1974) e The Black Windmill (1974), mas é mais conhecida na época pela comédia pastelão Return of the Pink Panther (1975), que marcou a revisitação cinematográfica de Peter Sellers de seu personagem "Inspetor Clouseau".Extremamente visível na TV com trabalhos frequentes em séries como The Persuaders!(1971), The Adventurer (1972) e a série cult de ficção científica Space: 1999 (1975), estrelada por Barbara Bain e Martin Landau no papel de "Maya", uma alienígena, pela qual ela é mais conhecida.Seu casamento com o ator Marlowe havia terminado em 1977, e ela conheceu o diretor Bill Hays naquele mesmo ano, que tinha dois filhos de um casamento anterior.Eles se casaram em 1982, trabalhando juntos na produção para a TV de A Month in the Country (1985).Sua carreira começou a declinar na época em que fez a série Wish Me Luck (1987) e ela se aposentou logo em seguida, administrando um pequeno hotel na França.Catherine é frequentemente considerada erroneamente como uma irmã dos atores Maximilian Schell, Maria Schell, Immy Schell e Carl Schell, mas ela não é.Um de seus dois irmãos, Paul von Schell, é, no entanto, viúvo da atriz Hildegard Knef.