Budapesten született, 1912. december 8-án. Bár az évszámra vonatkozóan több eltérő adat is létezik, a legtöbb forrás az 1912-es évet jegyzi. A művésznő meglehetősen nehéz körülmények között töltötte gyermekkorát, mivel apja szűkös fizetésén kilencen osztoztak. A Kanczler családnak Katalinon kívül ugyanis még hat gyermeke volt. Az akkor külvároshoz tartozó Százados úton laktak, a szeszélyes természetű lány pedig minden erejével igyekezett kitörni abból a környezetből, melybe beleszületett. A kereskedelmi leányiskola két osztálya után kimaradt, és még kiskorú volt, mikor 1931-ben feleségül ment a nála jóval idősebb, elvált Vargha Rezső adótiszthez. Házasságukról néhány hét után kiderült, hogy nem lesz sikeres, ezért az ifjú párnak még abban az évben elváltak útjai. 1936-ban Egyed Zoltán tanácsára kezdett el színészetet tanulni Aczél Ilonánál.
Ekkor vette fel a Karády nevet, mely néven a színpadon először Somerset Maugham - Zoe Atkins "Az asszony és ördög" című darabjában lépett fel a Pesti Színházban 1939 február 4-én .
Később fellépett a Vígszínházban és a Pesti Színházban is. Mint filmszínésznőt végül Zilahy Lajos fedezte fel a Halálos tavaszban. 1939-1948 között húsz nagyjátékfilm és három kisfilm főszerepét játszotta el. Legnagyobb sikere után a 1944 őszén a Gestapo kémkedés vádjával letartóztatta. 1945 után, az orosz csapatok bevonulása után továbbra is rendőri felügyelet alá helyezték, ezt később feloldották, de magyarországi karrierje gyakorlatilag véget ért.
Még fellépett operettekben, zenés darabokban Budapesten és vidéken. Távozásával kapcsolatban rengeteg legenda született, még az országból való távozásának idejét sem tudjuk pontosan, egyes források szerint Karády Katalin 1949-ben hagyta el az országot, de a legújabb elméletek szerint csak 1951 elején. Karády már a maga korában is legendának számított. Greta Garbóhoz hasonlóan, ügyesen gondoskodott róla, hogy önként vállalt emigrációjában is az maradjon. Magyarországon távozása után filmjeit betiltották. Csak 1957-ben játszották egy rövid ideig az 1948-ban készült Forró mezők című filmjét. Az 1970-es években válogatott dalai lemezen jelentek meg, klubmozihálózatban elkezdték vetíteni filmjeit.
Előbb Brazíliában élt, azután az USA-ba költözött. Néhány fellépésen és alkalmi lemezfelvételeken kívül nem vállalt semmilyen szereplést. Külföldről nem is igen szivárogtak haza róla hírek Elsőként akkor lehetett róla hallani, amikor 1978 novemberében a Filmklub váratlanul bemutatta az első Karády Katalin-filmet, melyet még további öt másik követett. Akkor is csak annyit lehetett megtudni, hogy New York-ban, magányosan egy kalapszalont vezet, amelynek hátsó helyiségéből sosem jött elő, ha magyar szót hallott. Amerikai éveiről csupán néhány, ott kiadott hanglemez és fakult fénykép tanúskodik. Nagy ritkán vállalt csak fellépéseket, azokat is leginkább a nyugati parton vagy Kanadában. 1990. február 8-án halt meg New Yorkban, Budapesten 1990. febr. 19-én temették el.
