Η Κατερίνα Καραγιάννη γεννήθηκε στον Πειραιά το 1942. Αποφοίτησε το 1964 από το «Θέατρο Τέχνης» και ο δάσκαλός της, Κάρολος Κουν, της εμπιστεύτηκε αμέσως ένα σπουδαίο ρόλο, το «Χνούδι», το μικρό αγοροκόριτσο στο «Πανηγύρι» του Δημήτρη Κεχαΐδη. Έμεινε στο «Θέατρο Τέχνης» μέχρι το 1969 παίζοντας στα έργα: «Αγγέλα», «Ο Μπίντερμαν και οι εμπρηστές», «H διανυκτέρευση», «Έξι πρόσωπα ζητούν συγγραφέα», «H δολοφονία του Μαρά», «Με το ίδιο μέτρο», «Ορνιθες» κ.ά. Επανήλθε στο ίδιο θέατρο το 2000 στο έργο «Δυτική αποβάθρα» του Κολτές, σε σκηνοθεσία Γιώργου Λαζάνη. Υπήρξε ιδρυτικό μέλος και συνεργάστηκε ως ηθοποιός του θεάτρου ΡΙΚ στη Λευκωσία, της Πειραματικής Σκηνής Λευκωσίας και εργάστηκε στο Θεατρικό Οργανισμό Κύπρου. Το 1975 μαζί με τον τότε σύζυγό της, Τάκη Βουτέρη ίδρυσαν το «Θέατρο του Πειραιά». Αργότερα, συνεργάστηκε με τα θέατρα: «Αμφι-Θέατρο», «Απλό Θέατρο», «Θέατρο του Νότου», Εθνικό, «Σύγχρονη Θεατρική Σκηνή», ΔΗΠΕΘΕ Καλαμάτας, Πάτρας και Κομοτηνής. Στον κινηματογράφο συνεργάστηκε κυρίως με τον Διονύση Γρηγοράτο σε πολλές τηλεταινίες και στις ταινίες «Παράσταση για ένα ρόλο», «Φάκελος Πολκ στον αέρα», αλλά και σε ταινίες άλλων σκηνοθετών: «Άδης», «Χώμα και νερό», «Κλέφτης ή πραγματικότητα», «Ούλοι εμείς εφέντη» κ.ά. Η τελευταία εμφάνισή της ήταν στην παράσταση «Ευαίσθητη ισορροπία» του Αλμπι, στο θέατρο «Αθηναΐς» και στην τηλεοπτική σειρά «Έρωτας όπως έρημος» της ΝΕΤ.