Кэтрин Хайгл (настоящее имя Кэтрин Мари Хайгл) родилась в Вашингтоне в семье Ненси и Пола Хайгла. Сразу после рождения семья переехала в Нью-Кеннен (Коннектикут, США).
Кэтрин быстро зарекомендовала себя, как одна из ярчайших актрис Голливуда.
Осенью 2010 года Хейгл вместе с Джошем Дюамелем появится на экранах в драме «Жизнь как она есть» (Life As We Know It) режиссера Грега Берлэнти. Кроме того, скоро начинаются съемки фильма «Ради денег» (One For The Money), где Хейгл не только исполнит главную роль наемной убийцы Стефани Плам, но и выступит исполнительным продюсером.
Хейгл приобрела широкую известность после популярной комедии «Немножко беременна». Затем она снялась с Эдом Бёрнсом в романтической комедии «27 свадеб» и с Джерардом Батлером в романтической комедии «Голая правда», причем в «Голой правде» она была еще и исполнительным продюсером.
Среди работ Хейгл также комедия «Симулянт», фильм ужасов «День Святого Валентина», драма Стивена Содерберга «Царь горы», «В осаде 2: Территория Тьмы» со Стивеном Сигалом. Свою первую главную роль она сыграла в фильме «Мой папа – герой» с Жераром Депардье.
В 2007 году вместе со своей матерью и менеджером Нэнси Хейгл Кэтрин основала компанию Abishag Productions и всерьез занялась продюсированием.
В сериале «Анатомия страсти», получившем высокую оценку критиков, Хайгл на протяжении шести сезонов играла врача Изабелл «Иззи» Стивенс, провинциалку, пытающуюся добиться признания среди коллег. В 2007 году ее наградили престижной премией «Эмми» и номинировали на «Золотой глобус» за эту роль.
Кэтрин Хайгл и ее мать Нэнси основали фонд в память о старшем брате актрисы, погибшем в автокатастрофе. Фонд занимается спасением животных.