24 января 1978 года в одном из родильных домов города Москвы в семье Климовых появилась на свет девочка. Родители ласково назвали ее Катюшей. Екатерина Климова была вторым ребенком в семье. Детские годы ее проходили в Москве. В это время самым большим другом и соратником Кати была ее старшая сестра Вика. Казалось бы, абсолютно разные по характеру и темпераменту Вика и Катя, тем не менее, практически всегда могли найти точки соприкосновения. Не обходилось, конечно, без детских шалостей и драк, но в любом случае родственный тандем преодолевал все.
Школьные годы прошли быстро и без особого энтузиазма. Как многие школьники Катя не любила учиться. Особую трудность для нее представляли точные науки, да и сама школа больше раздражала, чем манила. Не смотря на неурядицы с учебой, Катя Климова всегда поддерживала дружественные отношения с одноклассниками, была приятной в общении и чуткой. Не было равных Катерине в драматическом искусстве ( с детских лет проявлялся талант актрисы). С удовольствием Катя каталась на коньках, выполняя сложные пируэты, а в свободное время рукодельничала, искусно вывязывая очередную кофточку.
Закончив школу, Екатерина, не раздумывая, поступает в Щепкинское училище. Именно здесь, на актерском факультете в мастерской Н.Н. Афонина, сформировался внутренний мир будущей актрисы. Екатерина до сих пор с особенной теплотой и нежностью вспоминает время проведенное в стенах училища, преподавателей и занятия. В 1999 году Екатерина стала выпускницей «Щепки», получив диплом с отличием. На выпускном Катя Климова предстала перед собравшимися однокурсниками и преподавателями в образе героини спектакля «Романтики», костюм к которому Катя смастерила себе сама, использовав старое платье, найденное в закромах Малого театра. Входила в труппу Театра Российской армии, выступала в Театральной компании Виноградова.
Фильм «Яды, или Всемирная история отравлений» стал дебютом для молодой актрисы. Проявила она свое искусство в таких сериалах как: «Игры в подкидного» , «Московские окна» и многие другие, всего более тридцати успешных проектов. Не прошло и четырех лет после дебюта, как засияла звезда Екатерины Климовой после великолепного исполнения роли в сериале «Бедная Настя«, режиссера Петра Штейна. За столь непродолжительное время актриса Екатерина Александровна Климова была награждена множеством наград — это и премия «Хрустальная роза Виктора Розова» за исполнение роли Дездемоны, и медаль «За укрепление боевого содружества» после выхода фильма «Второе дыхание«.
Илья Хорошилов — актер и первый муж Екатерины не не смог подарить ей настоящего семейного счастья и после нескольких лет тяжелых отношений они разошлись. Единственным счастливым моментом для Екатерины за весь период неудачного брака стало рождение дочери Елизаветы. Однако судьба была к актрисе благосклонна. Однажды, после совместных съёмок в очередном сериале Катю пригласил на свидание актер и коллега Игорь Петренко. Так завязался новый роман, заложивший основы крепкой супружеской пары. Во втором браке у Екатерины родилось два сына — Матвей (2007г.) и Корней (2008г.). Сегодня Екатерина Климова, биография которой уже привлекает внимание множеством достижений и успешной карьерой, является еще хорошей матерью и женой. Екатерина Климова и Игорь Петренко создали настоящий семейный тандем единомышленников, за что были награждены премией «Пара года» в 2010 году.