Катерина Граматикова завършва Юридически факултет на Софийския университет "Св. Климент Охридски" през 2002 г. През 2008 г. специализира Общностно право на конкуренцията към King’s College, Лондон, и Корпоративно право на Съединените щати и Международно регулиране на търговията към Бостънски университет, филиал Лондон.

Професионалното си развитие започва като експерт в Комисията за защита на конкуренцията, дирекция „Антитръст“. През 2007 г. се присъединява към екипа на адвокатско дружество „Добрев и Люцканов“, от което е част до декември м.г. като съдружник. През 2021г. е избрана на член на Адвокатския съвет към Софийска адвокатска колегия.

От 2016 г. до 2022 г. е избрана за Председател на Националния комитет на Международния съюз на адвокатите за България (Union Internationale des Avocats /UIA/). От 2012 г. до 2015 г. е лектор в Центъра за обучение на адвокати "Кръстю Цончев" към ВАС, като провежда обучения на теми, свързани с прилагането на Закона за обществените поръчки.

В периода от декември 2021г. до август 2022 г. заема длъжността началник на политическия кабинет в Министерството на регионалното развитие и благоустройството. От август до 2022 г. до юни 2023 г. Катерина Граматикова е заместник-министър на отбраната в двете служебни правителства, назначени от президента.

С указ № 119, считано от 4 юли 2023 г., става съветник на президента по регионално развитие.