Aktorka filmowa i teatralna. Absolwentka krakowskiej Państwowej Wyższej Szkoły Teatralnej (2002).
W swoim dorobku ma role w filmach: Ostatni Klezmer, Ryś, Plac Zbawiciela, Mój Nikifor, Dzień świra, Och, Karol 2, Listy do M (cz.1 i 2) oraz w m.in. w serialach: Barwy Szczęścia, O mnie się nie martw, Przyjaciółki, Zawsze warto.
Jeszcze w czasie studiów występowała na deskach krakowskich teatrów. Gościnnie grała w Teatrze Ludowym, gdzie występowała m.in. w spektaklach muzycznych i musicalach: Siostry Parry, Minnesota blues z piosenkami Oddziału Zamkniętego, w Berlińskiej rewii kabaretowej, Wieczorze Kawalerskim i Błysku rekina.
W Warszawie zadebiutowała w musicalu Złe zachowanie Andrzeja Strzeleckiego. Występowała też w teatrach Rampa, Capitol, Syrena i Kwadrat. W Teatrze Komedia zagrała w spektaklach: Lewe interesy, Podwójna rezerwacja, Komedia o napadzie na bank, Zaręczony pogrążony, Quiz, Pasztety, do boju!
W roku 2012 aktorka zadebiutowała w roli producentki. Na deskach Teatru Roma wystawiła spektakl Berlin czwarta rano. W kolejnych latach wyprodukowała dwa kolejne tytuły: Sofię de Magico, która w ankiecie „Najlepszy, najlepsza” krytyków miesięcznika Teatr była wskazywana jako najlepszy spektakl muzyczny 2013/2014 oraz Nowy Jork. Prohibicja.
Aktorka od wielu lat rozwija się także muzycznie. W latach 1996-1998 współpracowała ze Sławą Przybylską, a w latach 1999-2010 z Leopoldem Kozłowskim - ostatnim klezmerem Rzeczpospolitej - oraz z kompozytorem Jackiem Cyganem. Brała udział w autorskim programie tego duetu zatytułowanym Rodzynki z migdałami. Współpraca z Kozłowskim i Cyganem zaowocowała w 2004 nagraniem dwupłytowego album pieśni i piosenek żydowskich Leopold Kozłowski i Przyjaciele, który uzyskał status złotej płyty.
Katarzyna Zielińska jest również laureatką Telekamery 2011 i 2012 w kategorii Aktorka.