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Catherine est la fille d'un père anglais d'origine écossaise et d'une mère iranienne. Lorsque ses parents ont divorcé alors qu'elle avait trois ans, elle est partie avec sa mère s'installer à Los Angeles. Elle a été naturalisée américaine à l'âge de douze ans. Étant enfant, elle a joué dans de nombreuses publicités.
Elle a fréquenté l’Université de Californie à Los Angeles dans le but de faire de la biologie ou de devenir médecin mais elle a abandonné ses études pour devenir mannequin.
Dans sa première apparition au cinéma, en 1992, elle était la doublure d'Isabella Rossellini dans « La mort vous va si bien ». En 1994, elle rencontre, lors d'un tournage, celui qui va devenir son mari Adam Beason, avec qui elle a eu une fille, Gemma (née le 16 avril 2003).
En 2003, elle a joué un rôle secondaire dans Bruce tout puissant.