Бабушка Кэтрин по материнской линии Принцесса Ольга была дочерью Великой Российской Княжны Елены Владимировны и Принца Греции и Дании Николая, сына другой Великой Российской Княжны Ольги Константиновны и её мужа датского происхождения Георга Греческого, брата Королевы Великобритании и Ирландии Александры и Императрицы Марии Фёдоровны. Принцесса Ольга была сестрой принцессы Марины, которая вышла замуж за Герцога Кентского Принца Георга (дядя Королевы Великобритании Елизаветы II), а также двоюродной сестрой Герцога Эдинбургского Принца Филиппа (муж Елизаветы II), чьи отцы Принц Греческий и Датский Николай и Принц Греческий и Датский Андрей были родными братьями. Оксенберг находится в нижней части списке наследования британского престола, как потомок Георга II.
У Кэтрин есть родная младшая сестра Кристина Оксенберг (1962 г.р., дизайнер трикотажа) и единоутробный младший брат Николас Август Бэлфур (1970).
Получила образование в школе Св. Павла и Колумбийском университете. Свободно владеет французским и испанским.
В колледже Кэтрин так увлеклась театральными постановками, что, поступив в Гарвард, решила отложить начало учебы на год, чтобы посвятить себя учебе на актерских курсах Стэнли Зараффа и Джоанн Бэрон. В результате она продолжила образование в Колумбийском университете, где изучала философию, психологию и мифологию. Тогда же стала заниматься демонстрацией моделей, это был своего рода эксперимент. У этого вида деятельности есть один существенный недостаток. Модель всегда знает, что на нее направлена камера, и позирует, то есть ведет себя не совсем естественно.
Кэтрин заинтересовалась драматическим искусством благодаря общению с великим актером театра и кино Ричардом Бёртоном, который сделал предложение ее матери в 1974 году. Первой актерской работой Оксенберг стала роль принцессы Дианы в картине «Королевский роман: Чарльз и Диана». После роли Дианы Кэтрин почти на два года отошла от работы. Причиной тому стал Мануэль де Прадо, 31-летний испанский банкир. Правда связь эта скоро закончилась.
Через десять лет она снялась в роли красавицы принцессы уже в другом фильме - «Чарльз и Диана: Жизнь в несчастье». На этот раз актриса взглянула на свою героиню несколько в другом ракусе. Настоящая слава пришла к Оксенберг с ролью Аманды Кэррингтон в знаменитом сериале Аарона спеллинга «Династия». Аманда - дочь состоятельного промышленника Блейка Кэррингтона (Джон Форсайт) и его бывшей жены Алексис (Джоан Коллинз).
После роли в «Династии» предложения посыпались на Кэтрин. Она сыграла роль принцессы Элизы в телефильме «Римские каникулы» (в этой же роли когда-то блистала Одри Хепберн), снялась в двух австралийских мини-сериалах «Бони» и «Кольцо скорпиона». Затем на год уехала Мексику, чтобы сняться в 22-х эпизодах сериала «Жара в Акапулько» в роли Эшли Хантер-Коддингтон. Последней работой актрисы на телевидении является фильм «Чудеса, творимые открытками». На счету актрисы более тридцати фильмов и сериалов. Среди них «Логово белого червя», «Летучий голландец», «В поисах короля Артура», «Код «Омега» и мн. др.
Личная жизнь
Первый брак Оксенберг был заключен с продюсером Робертом Эвансом 12 июля 1998 в Беверли Хиллз, но был расторгнут девять дней спустя.
Кэтрин встретила актёра Каспера Ван Дина в 1999 во время съемок телефильма «Коллекционеры»; они вместе опять работали над фильмом «Код „Омега“» в том же году. 8 мая 1999 они поженились в Лас-Вегасе, Невада. В 2005 пара появилась в собственном реалити-шоу «Я женился на принцессе», которое транслировалось в США, Великобритании и Австралии.
Оксенберг является матерью Индии Ривен Оксенберг, которая родилась 7 июня 1991 и чей отец не был публично установлен, и двух детей от Каспера Ван Дьена — Майи Ван Дин и Селест Альмы Ван Дин. У Каспера также есть дети от первого брака — Каспер Роберт Митчум «Каппи» Ван Дин и Кэролайн Дороти Грейс «Грэйси» Ван Дин.