Анна Катрийна Оутинен родилась 17 августа 1961 года в городе Хельсинки, Финляндия. Ее дебют в кино состоялся в 1979 году, когда Кати еще училась в средней школе. Это был фильм Тапио Суоминена «Вот и мы, жизнь!».
В 1984 году окончила Театральную академию, в то время ею руководил знаменитый Юко Туркка, но Кати так и не стала последовательницей его «школы». Еще ученицей она подрабатывала в популярном в Финляндии «Комтеаттери». В 1970-1980 годы это было культовое место, где проводились смелые театральные эксперименты. В труппе «Комтеаттери» Кати проработала десять лет. Актрису, имеющую неплохой голос, нередко приглашали в мюзиклы. Ей, к примеру, довелось петь в «Вестсайдской истории».
Но настоящую известность принес ей кинематограф, главным образом, благодаря ее сотрудничеству с Аки Каурисмяки. Она сыграла в десяти его картинах, начиная с конца 1980-х до наших дней. Оутинен работала и с другими режиссерами, такими как Тимо Линнасало, она редко снималась вне Финляндии, и во всех таких работах ей доставались лишь второстепенные роли. Ее популярность очень выросла в Европе после победы в 2002 году в Каннах фильма «Человек без прошлого» с ее участием.
В первом интервью после вручения приза на Каннском фестивале Оутинен сказала, что это, возможно, ее последняя или предпоследняя роль в кино, поскольку, «в ее возрасте роли приходят не так просто». Хотя есть приглашения из других стран. Кати собирается всерьез заняться сценарной деятельностью и режиссурой.
С 2003 года - профессор Театральной академии. Живет в Хельсинки вместе с дочерью Иидой.