Екатерина Гниденко родилась 11 декабря 1992 года в городе Тула. Свои первые спортивные шаги совершала в Тульской спортивной школе №8 под руководством тренера Владимира Ерёмина. Екатерина заявила о себе в очень раннем возрасте. В 16 лет стала неоднократной призёркой чемпионата России. А уже в 2010 году на Чемпионате Мира среди юниоров спортсменка завоевала две золотые и одну серебряную медали в копилку Российской сборной.

В 2012 году на чемпионате мира в Мельбурне 20-летняя Гниденко неожиданно для многих смогла завоевать серебряную медаль в кейрине. Эта медаль стала первой для сборной России за последние 9 лет в этой дисциплине.

На летних Олимпийских играх 2012 года Гниденко приняла участие в соревнованиях в кейрине. Екатерина довольно уверенно преодолела первый раунд, уступив в своём заезде только будущей чемпионке Виктории Пендлтон. В полуфинале спортсменкам необходимо было попасть в тройку лучших. Гниденко на последнем круге своего заезда сражалась за третье место с китаянкой Го Шуан. Но на финише китайская велогонщица опередила россиянку.

По словам Гниденко, Го Шуан в борьбе с россиянкой нарушила правила, но российская делегация не подала протест на действия китаянки. В утешительном финале российская велогонщица пришла к финишу второй, заняв итоговое 8-е место. Также в Лондоне Гниденко примет участие в спринте, заменив Викторию Баранову, которая была уличена в применении допинга.

Стало известно 2 июня 2016 года, что Гниденко временно отстранена от участия в соревнованиях из-за положительной допинг-пробы, взятой перед Олимпиадой 2012 года.