Катерина Александра Грэхэм родилась 5 сентября 1989 года в городе Женева, Швейцария, однако уже в раннем возрасте переехала в США. Ее родной дед работал в Нью-Йорке послом ООН от Либерии. Из этого государства был родом также и отец Катерины. В свою очередь мама будущей актрисы имела польские, русские и еврейские корни.

Катерина Грэхэм всегда была довольно разносторонним ребенком. Уже в подростковом возрасте она сумела неплохо освоить сразу несколько различных языков - английский, испанский, польский, французский, иврит. Кроме того, многогранность девочки проявлялась также и в ее увлечениях. С детских лет Катерина буквально разрывалась между классическими и современными танцами, музыкой и актерским мастерством. Именно поэтому долгое время девушка занималась в нескольких секциях сразу. Рядом с искусством в жизни девушки всегда шел спорт - она регулярно занималась бегом и велоспортом.

Однако мечтой номер один для Грэхэм всегда была музыка. В одиннадцать лет девочка стала писать песни, поэтому, по словам самой певицы, творческий процесс в ее подвале никогда не останавливался. Позже у Катерины появилась даже своя собственная группа. Но музыкальные выступления, как это ни удивительно, сначала привели девочку не в мир музыки, а в мир кино.

Еще, будучи ученицей младшей школы, юная знаменитость снялась в своем первом фильме – комедии «Ловушка для родителей». Следом за этим последовали другие работы – эпизодические роли в сериалах «Малкольм в центре внимания» и «Сильное лекарство». После этого она снималась, практически не переставая.

Несмотря на то, что актерская карьера Катерины Грэхэм всегда складывалась довольно успешно, занятий музыкой она никогда не бросала. Продолжая сниматься в кино, артистка также часто выступала на сцене. Некоторое время она работала также и в качестве танцовщицы, занимаясь хореографическим мастерством в классе известной украинской дивы Елены Грицак.

В мире музыки Катерине сопутствовал большой успех. В 2007 году она даже сумела выпустить два успешных сингла, один из которых был записан совместно со Снуп Догом, а также объехать всю Америку в качестве одной из бэк-вокалисток группы «The Black Eyed Peas». Однако наибольшую популярность девушка получила все-таки в качестве актрисы.

На ранних этапах карьеры Катерина снималась в сериалах, музыкальных клипах, а также в малоизвестных телевизионных картинах. Одной из ее первых крупных работ стала американская комедия «Ад на земле». После этого в карьере актрисы появились новые эпизодические роли в различных сериалах, а также еще две довольно крупные работы в кино - в семейных фильмах «Наше первое Рождество» и «Папе снова 17».

Однако настоящая слава пришла к ней немного поздней. Случилось это после того как талантливая американская актриса была утверждена в качестве исполнительницы постоянной роли в молодежном сериале «Дневники вампира». В этом проекте девушке досталась роль ведьмы по имени Бонни - одной из лучших подруг главной героини всей истории. Именно она впоследствии и принесла Катерине Грэхэм международный успех.

Уже снимаясь в «Дневниках вампира», Катерина вновь с головой ушла в мир музыки. В период с 2010 по 2013 она представила публике шесть своих новых синглов, каждый из которых стал довольно известен в США и Канаде. В 2012 году году Грэхэм записала и выпустила также свой первый студийный альбом, получивший название «Against The Wall», удостоенный многих хвалебных отзывов. После выпуска пластинки девушка дала ряд крупных концертов в различных городах США, однако впоследствии все-таки вернулась к съемкам.

В 2011 году Катерина Грэхэм сыграла вместе с Лейтон Мистер в триллере «Соседка по комнате», а уже год спустя исполнила главные роли в музыкальном фильме «Лапочка-2: Город танца», комедии «Dance Fu» и фантастическом боевике «Boogie Town». Большинство из этих картин было довольно прохладно принято публикой, однако факт работы над столь крупными ролями уже сам по себе является весомым достижением.

В настоящее время Катерина Грэхэм все также как и прежде работает над самыми разными проектами. Она записывает песни, выступает с концертами, а также часто снимается для различных журналов в качестве модели. Кроме того, полным ходом идет также и ее актерская карьера.

С 2010 года Катерина Грэхэм состяла в любовных отношениях с актером Коттреллом Гидри. В 2012 году пара даже объявила о своей помолвке. Однако свадьба так и не состоялась, они расстались в 2014 году.