Niet alleen over het precieze geboortejaar van Catharina tasten we in het duister. Ook over de jeugdjaren van het jongste kind van hertog Arnold is nauwelijks iets bekend. Haar broer Adolf (geboren 1439) en haar oudste zus Maria (geboren 1433) hebben als kind een aantal jaren aan het hof van de hertog van Bourgondië doorgebracht om daar als vorstenkind te worden opgevoed en aan een huwelijkspartner te worden gekoppeld. Van Catharina en haar oudere zus Margriet (geboren 1436) is niet bekend of zij als kind langdurig aan het Bourgondische of een ander vorstelijk hof verbleven hebben. Van de vier kinderen van Arnold die de volwassenheid bereikten, zou Catharina als enige haar leven lang ongehuwd blijven. Catharina’s vader had haar een jaarlijkse uitkering uit de domeinambten Goch en Geldern toegekend, die zij zou genieten zolang zij ongehuwd zou blijven. Er zijn aanwijzingen dat hij pogingen heeft ondernomen om in Frankrijk een echtgenoot voor haar te vinden, maar die zijn in ieder geval zonder succes gebleven. In het testament dat Arnold in 1473 kort voor zijn dood liet opmaken, kent hij haar nog een bruidsschat toe.
Van een huwelijk is het dus nooit gekomen, al beweren sommigen het tegendeel. Catharina zou in 1464 in het geheim gehuwd zijn met Lodewijk van Bourbon, die in de jaren 1456-1482 bisschop van Luik was. De echtelieden zouden elkaar hebben leren kennen tijdens de bruiloft van Lodewijks zuster Catharina van Bourbon en Catharina’s broer Adolf, die in 1463 in Brussel werd gevierd. Ze zouden als echtpaar drie zonen hebben gekregen, die op goede gronden te boek staan als onwettige kinderen van Lodewijk van Bourbon, maar een overtuigend bewijs voor het moederschap van Catharina ontbreekt volledig. Een van de drie zonen, Pierre van Bourbon, huwde in 1498 met Margriet Tourzel van Algre, vrouwe van Buzet, en werd daardoor de stamvader van het geslacht Bourbon-Buzet. Het verhaal van Catharina’s geheime huwelijk met Lodewijk van Bourbon wordt voor zover bekend voor het eerst vermeld in het werk van de genealogen Scevole et Louis de Sainte-Marthe Histoire généalogique de la maison de France, dat in 1619 in Parijs verscheen. Contemporaine kronieken uit het bisdom Luik en het hertogdom Gelre noemen het huwelijk in het geheel niet en evenmin zijn er oorkonden die het bestaan ervan kunnen staven. Toch blijft dit vermeende huwelijk tot in de 20ste eeuw opduiken in historische en genealogische publicaties.
Betrouwbare bronnen voor een intieme relatie, van welke aard dan ook, tussen Catharina en Lodewijk van Bourbon ontbreken dus te enen male, al is het bepaald niet onmogelijk dat zij elkaar reeds in hun jeugd aan het Bourgondische hof of elders hebben ontmoet. Catharina verdwijnt wel tussen 1461 en 1473 uit de bronnen en we kunnen slechts gissingen doen over haar levenswandel in de tussenliggende jaren. Wellicht zijn sommigen juist door dit gat in haar biografie in de verleiding gekomen zich aan allerlei speculaties over te geven, maar dat een huwelijk waaruit drie kinderen zouden voortgekomen zijn, geen enkel spoor in de Luikse en Gelderse bronnen heeft nagelaten, moet als uitgesloten worden beschouwd.
Wanneer Catharina na die lange afwezigheid vanaf maart 1477 weer frequent in de bronnen traceerbaar is, speelt zij voor het eerst in haar leven een prominente rol in het hertogdom Gelre. Een rol in de Gelderse geschiedenis die zij niet zelf heeft gezocht, maar die haar door de politieke omstandigheden van het jaar 1477 werd opgedrongen. Aan de in 1473 begonnen Bourgondische bezetting van Gelre was in januari 1477 plotseling een einde gekomen door het sneuvelen van de Bourgondische hertog Karel de Stoute. Het lag in de lijn van de verwachting dat Adolf, zoon van de in 1473 overleden hertog Arnold van Gelre, als de nieuwe hertog van Gelre zou worden ingehuldigd. Adolf verbleef sinds 1471 in Vlaanderen als gevangene van de Bourgondische hertog, maar eenmaal vrijgelaten na de val van Karel de Stoute bleek hij niet geneigd onmiddellijk naar Gelre terug te keren. Hij had namelijk zijn diensten aangeboden aan Maria van Bourgondië, de erfdochter van Karel de Stoute, die de grootste moeite had het Bourgondische gezag in Vlaanderen en elders in haar vaders erflanden te herstellen.
Het voorstel van de Gelderse standen om zijn zuster Catharina voorlopig als regentes over Gelre aan te stellen kreeg pas na langdurige onderhandelingen Adolfs steun. Tegelijkertijd hadden adel, ridderschap en steden zich in maart 1477 tot Catharina gewend met het dringende verzoek voorlopig als plaatsvervangster van haar broer Adolf op te treden. Op dat moment verbleef zij bij haar zuster Margriet, echtgenote van graaf Frederik I van de Palts-Simmern. Ze reageerde aanvankelijk niet of afwijzend, want in april herhaalden de Gelderse standen hun verzoek. Catharina liep bepaald niet over van enthousiasme en wilde de rol van regentes slechts op zich nemen met volledige instemming van haar broer Adolf. Dat Catharina’s regentschap van zeer tijdelijke aard zou zijn, stond bij voorbaat vast, omdat de standen tegelijkertijd Adolf als wettige hertog van Gelre hadden erkend. Dat nam niet weg dat ook Maria van Bourgondië als opvolgster van haar vader aanspraken op Gelre liet gelden. Kort nadat Adolf met haar regentschap had ingestemd, moet Catharina vanuit Duitsland de Rijn zijn afgezakt. Op 3 mei arriveerde ze in Lobith van waaruit ze naar Grave reisde om daar in het kasteel haar intrek te nemen. In afwachting van de terugkeer van Adolf nam ze het regentschap op zich. Via brieven en gezanten stond zij voortdurend in nauw contact met haar broer.
De gebeurtenissen namen echter een andere wending dan verwacht, toen zich begin juli het gerucht verspreidde dat Adolf in Vlaanderen gesneuveld zou zijn. Pas in de loop van augustus kreeg men in Gelre zekerheid over dit droevige nieuws. Adolf bleek op 27 juni in de buurt van Doornik te zijn gesneuveld tijdens schermutselingen met Franse troepen. De aandacht van Catharina en de standen verlegde zich daarop van Adolf naar zijn kinderen Karel en Philippa, die echter sinds 1473 in Bourgondische handen waren. Hun spoedige terugkeer naar Gelre was niet te verwachten, zodat Catharina namens haar neef Karel het regentschap voortzette. De situatie binnen Gelre werd er intussen ook niet gemakkelijker op, omdat zich hier de pro-Bourgondische partij begon te roeren. Deze wordt ook wel de Egmondse partij genoemd, omdat ze onder leiding stond van Willem van Egmond, broer van wijlen hertog Arnold, die in diverse delen van Gelre aanhangers had onder adel, ridderschap en stedelijke bestuurders. De Gelderse ‘nationale’ partij onder leiding van Catharina zocht daarom steun in het buitenland bij anti-Bourgondische krachten. Er werden besprekingen gevoerd met onder anderen meergenoemde Lodewijk van Bourbon, bisschop van Luik, en koning Lodewijk XI van Frankrijk. Het voorstel voor een dubbelhuwelijk van Karel en Philippa met respectievelijk een dochter en zoon van hertog Johan I Kleef liep stuk op het veto van Catharina. Ze vreesde dat daardoor Gelre aan de hertog van Kleef verkwanseld zou worden. Voor de Bourgondisch gezinde Klevenaar koesterde zij weinig sympathie, want zij beschouwde hem volgens de kroniekschrijver Van Berchen als medeschuldig aan de dood van haar broer Adolf. Van Berchen levert naar aanleiding van deze uitspraak kritiek op haar. In een toespraak tot de verzamelde Nijmeegse burgers had zij het voorgestelde dubbelhuwelijk, naar zijn mening op lichtzinnige wijze, van de hand gewezen. Ze vreesde dat Gelre als gevolg van zo’n huwelijk uiteindelijk door Kleef zou worden geannexeerd, maar Van Berchen is van mening dat ze met haar afwijzing nog grotere rampspoed over Gelre heeft afgeroepen.
Catharina’s positie werd steeds moeilijker en daadwerkelijke hulp van buiten was nauwelijks te verwachten. Maria van Bourgondië was inmiddels gehuwd met Maximiliaan van Oostenrijk, die zich opmaakte om de Bourgondische aanspraken op Gelre te effectueren. Toen de stad Arnhem in maart 1478 in Egmondse handen was gekomen en daarmee lijnrecht tegenover Nijmegen kwam te staan, werd de situatie voor haar steeds moeilijker. Oppositieleider Willem van Egmond voelde zich gesterkt en eiste de voogdij over de kinderen van Adolf en de zeggenschap over het hertogdom voor zich op. In reactie hierop werd door de Gelderse partij hertog Frederik van Brunswijk-Lüneburg tot beschermheer (voorstender) van Gelre benoemd. Hij hield in september 1478 zijn intocht in Nijmegen en Catharina’s aanhangers drongen erop aan dat ze hem zou huwen, maar ze liet zich daartoe niet overhalen, zo schrijft Willem van Berchen. In 1479 kwam het tot vijandelijkheden met troepen van Maximiliaan en van de hertog van Kleef. Uit naam van Maximiliaan werd door Adolf van Nassau in juni 1479 de stad Geldern belegerd, waarbij Catharina zich onder de belegerden bevond. De stad werd door de Geldersen ontzet, maar dit betekende geenszins het einde van de oorlogshandelingen. Frederik van Brunswijk heeft uiteindelijk maar weinig kunnen bereiken voor de Gelderse zaak. Tot overmaat van ramp kreeg hij ongeveer een jaar na zijn aantreden zulke heftige aanvallen van razernij, dat hij volkomen onhandelbaar werd en in de boeien moest worden geslagen. Kort daarop werd hij door een schoonzus opgehaald en huiswaarts begeleid. Inmiddels hadden de Geldersen zich tot een andere beschermheer gewend in de persoon van Hendrik van Schwarzburg, bisschop van Münster en zaakwaarnemer (administrator) van het aartsbisdom Bremen. Mede op aandringen van Catharina liet hij zich voor zes jaar tot voogd van Gelre aanstellen.
In het najaar van 1479 leek Catharina zich moegestreden uit de politiek te willen terugtrekken. Ze sloot met Maximiliaan een vredesverdrag, waarbij ze de stad en het ambt Geldern in levenslang vruchtgebruik kreeg. Hier zou ze tot haar overlijden blijven wonen. Ze mengde zich echter toch weer in de politiek en sloot zich in maart 1480 aan bij een verbond tegen Maximiliaan dat de Gelderse partij met koning Lodewijk XI van Frankrijk had gesloten. Vanaf 1480 lukte het Maximiliaan het hertogdom Gelre stukje bij beetje aan zich te onderwerpen. In het najaar van dat jaar ondernam Catharina ten einde raad nog een reis naar Frankrijk om hulp te zoeken bij koning Lodewijk en familieleden van Karel en Philippa, zoals hun ooms hertog Jan van Bourbon en Karel van Bourbon, bisschop van Lyon en kardinaal. Maar slechts mooie woorden waren haar deel en teleurgesteld keerde ze naar Gelre terug. Toen het kwartier van Zutphen zich in juli 1481 aan Maximiliaan onderwierp, werd onder anderen Catharina nadrukkelijk van het vredesverdrag uitgesloten. Zij werd op dat moment dus weer of nog steeds beschouwd als actief lid van de Gelderse partij, maar heeft zich al een maand later verzoend met Maximiliaan en Maria. De Geldersen werden intussen steeds verder in het defensief gedrongen en het beschermheerschap van Hendrik van Schwarzburg was door de militaire en politieke successen van Maximiliaan tot mislukken gedoemd. Bovendien kreeg de bisschop vanwege zijn Gelderse avontuur problemen met zijn eigen onderdanen, waardoor hij zich in 1482 te langen leste gedwongen zag zijn beschermheerschap op te geven.
Sindsdien volgde Catharina nog slechts als belangstellende vanuit haar woonplaats Geldern de politieke gebeurtenissen. In haar rol van vruchtgebruikster van het ambt Gelre was ze in 1487 nog betrokken bij de uitvaardiging van een ordonnantie voor het onderhoud van de rivier de Niers, maar voor het overige vernemen we weinig meer van openbare optredens. Ze bleef in contact met haar neef Karel en bleef zich inzetten voor zijn vrijlating. Karel, die uiteindelijk in 1492 uit zijn gevangenschap is ontslagen en vervolgens als hertog van Gelre is ingehuldigd, heeft haar in 1494 in verband met een voorgenomen reis naar Frankrijk nog een rol als zijn tijdelijke plaatsvervanger toebedacht. Uit de correspondentie dienaangaande blijkt evenwel dat Catharina afwijzend heeft gereageerd op Karels persoonlijke verzoek om als zijn stadhoudster op te treden. Ze moet de voorkeur hebben gegeven aan een teruggetrokken bestaan op de burcht van Geldern, waar ze op 25 januari 1497 is overleden. Haar stoffelijk overschot werd overgebracht naar de stedelijke parochiekerk, waar het in een grafkelder in het koor te ruste werd gelegd. Haar gebeente is thans verdwenen. Vermoedelijk is het graf geplunderd in de jaren 1578-1587, toen Geldern was bezet door troepen van de Staten-Generaal en de kerk werd gebruikt voor het onderbrengen van militairen en hun materiaal. Behalve de grafkelder is de messing grafplaat bewaard gebleven, waarop een afbeelding van Catharina is gegraveerd.
Catharina is de geschiedenis ingegaan als regentes van Gelre. Ze kreeg een rol toebedeeld die ze zelf nooit heeft gezocht. Als gevolg van de politieke omstandigheden en bij gebrek aan alternatieven werd een beroep op haar gedaan en pas na enig aandringen was zij bereid zich voor de Gelderse zaak in te zetten. Het was uit plichtsbesef en het ging niet van harte. Ze had de lastig taak op zich genomen omwille van haar broer en na diens overlijden omwille van haar neef en nicht. Zij kweet zich gewetensvol van haar taak, maar heeft weinig kunnen bereiken. Daarvoor waren haar middelen te beperkt en de tegenkrachten te groot.
Het hertogdom Gelre maakte een bewogen en verwarde periode door tijdens Catharina’s regentschap, maar over haar persoonlijke gevoelens en emoties zwijgen de bronnen helaas bijna geheel. De brieven die van haar bekend zijn, betreffen geen privé-zaken, maar slechts de politiek en ze hebben een zakelijke toon. Slechts van haar aanhankelijkheid en genegenheid jegens haar broer Adolf vangen we daarin heel soms een glimp op. Zo schreef ze een brief aan de heer van Bergh waarin ze hem dringend verzocht om Gelderse escortetroepen naar Adolf te zenden, omdat hij door Maria van Bourgondië was benoemd tot kapitein-generaal van haar leger. Ze sloeg zoals steeds in haar brieven een zakelijke toon aan, maar tussen de regels ontwaart men haar zusterlijke trots vanwege de eervolle benoeming. En toen Adolf haar had verzocht om een zekere Peterke, trompetter van de heer van Gemen, en andere goede trompetters naar hem te laten komen, ondernam ze daartoe meteen de nodige stappen. Blijkbaar ging het hier om een bekende trompetter wiens muzikale kwaliteiten door Adolf erg gewaardeerd werden. Wanneer we bij Willem van Berchen lezen dat Catharina zich geen echtgenoot liet aanpraten in de persoon van hertog Frederik van Brunswijk, spreekt daaruit zelfbewustheid. Ze liet niet met zich sollen voor politieke doeleinden, ook niet als die haar sympathiek waren. Ze was toen nooit eerder gehuwd geweest en zou levenslang ongehuwd blijven. Een ongehuwd leven in de wereld was in de 15de eeuw voor vrouwen niet vanzelfsprekend. Ze huwden of traden in het klooster, maar Catharina heeft voor geen van beide mogelijkheden gekozen, wat opmerkelijk kan worden genoemd.