Дубакина родилась 2 ноября 1989 года в Севастополе. Родители девочки были москвичами, и в момент рождения дочери временно находились на Крымском полуострове. Отец Кати работал с компьютерными технологиями, а мать отвечала за домашний очаг. Девочка была вторым ребенком в семье Дубакиных. Ее старшая сестра обучалась медицине, и впоследствии переехала в Швецию. Маленькая Катя с детства была настроена на творческое будущее. Родители отдали дочь на обучение в художественную школу при Третьяковской галерее. В период с первого по седьмой класс Дубакина была ученицей Колледжа музыкально-театрального искусства имени Галины Вишневской. Параллельно Катя посещала музыкальную школу имени Йозефа Гайдна по классу фортепиано. После семилетнего обучения Дубакина приступила к изучению основ игры на гитаре, поступив в музыкальную школу имени Сергея Прокофьева. Начиная с 2003 года, Екатерина стала ученицей театральной школы. Спустя три года, Дубакина подала документы на поступление в Российскую академию театрального искусства. Ее выбор пал на актерское подразделение режиссерского факультета.
Кинематографический дебют Екатерины произошел еще в 2004 году, во время обучения в школе имени Галины Вишневской, где девочка изучала основы актерского мастерства, разрабатывала сценическую речь и занималась танцами. Ассистент по подбору актеров для нового телевизионного проекта, семейного комедийного сериала «Моя прекрасная няня» занималась поиском юной актрисы, способной воплотить на экране образ Марии Максимовны Шаталиной, дочери главного героя, известного российского продюсера, Максима Викторовича. Кастинг прошел успешно, и Екатерина была утверждена на роль. Съемка в телесериале продолжались на протяжении четырех лет. Ее партнерами по работе над проектом стали Анастасия Заворотнюк, Сергей Жигунов, Борис Смолкин, Ольга Прокофьева и Любовь Полищук. За это время на съемочной площадке популярного фильма побывали многие звезды. Среди них Нина Русланова, Валерий Гаркалин, Галина Польских, Аристарх Ливанов, Николай Басков, Филипп Киркоров, Гарик Харламов, Татьяна Лазарева и многие другие. Проект получил зрительское признание и был награжден несколькими наградами ТЭФИ. Параллельно с этим Екатерина приняла участие в съемках другого телесериала, комедии Сергея Русакова «Одинокое небо». На этот раз актрисе досталась маленькая эпизодическая работа. В 2006 году Дубакина получила приглашение на роль в молодежной мелодраме Резо Гигинеишвили «Жара». Эта роль также была только символической. В 2008 году Екатерина продолжила сотрудничество с Анастасией Заворотнюк и Сергеем Жигуновым в сиквеле «Моя прекрасная няня 2: Жизнь после свадьбы». Тем временем актриса была принята в труппу Московского театра на Малой Бронной. В 2011 году Роман Фокин утвердил Екатерину на роль в комедийном сериале «Светофор». Следующей работой стал сериал Флюзы Фархшатовой «Немного не в себе». А в 2013 году Дубакина появилась в многосерийном проекте Андрея Силкина «Думай как женщина», главную роль в котором исполнил Марат Башаров.
