Катерина Мурино в детстве мечтала стать врачом, но в 20 лет заняла четвертое место на конкурсе «Мисс Италия», что положило начало её модельной карьере. Опыт работы перед камерами привел её к телевидению и дальнейшему успеху в кино.
Она получила известность благодаря ролям любовниц, а также привлекла внимание актёров из серии фильмов об агенте 007.