В 1957 году Максимова стала победительницей «Всесоюзного конкурса артистов балета» в Москве, а также исполнила свою дебютную партию в «Щелкунчике». Через год закончила обучение в классе Е. П. Гердт Московского хореографического училища. В том же году поступила на работу в Большой театр, в труппе которого состояла вплоть до 1988 года. В 1964 году балерина получила главный приз на престижном Международном конкурсе артистов балета в городе Варна. В этом же году Екатерине Максимовой было присуждено почетное звание «Народная артистка РСФСР». В 1969 году балерина получила «Премию им. Анны Павловой» от Парижской танцевальной академии. А в 1971 году Екатерина Сергеевна удостоилась Ордена Трудового Красного Знамени. В дальнейшем балерина получила еще множество наград.
С 1978 года Екатерина Максимова в основном выступала в зарубежных театральных постановках: бельгийский «Балет XX века» (1978 год), «Марсельский балет» (1987 год, Франция) и другие. Также в этот период она снималась в телевизионных балетных спектаклях, одними из которых были «Анюта», «Старое танго», «Фуэте» и «Чаплиниана».
С 1980 года Максимова участвовала в ансамбле «Московского классического балета». Одновременно училась на педагога-балетмейстера в ГИТИСе, который окончила в 1980 году. В 1982 году вернулась в стены института, став преподавателем кафедры хореографии. В 1990 году начала преподавать азы мастерства в качестве педагога-репетитора в стенах Кремлевского балета. А в 1996 году получила профессорскую ученую степень. В 1998 году Екатерина Максимова была принята на должность балетмейстера-репетитора в Большой театр. В 1999 году балерина в последний раз выступила на сцене.
Екатерина Максимова скончалась в Москве в возрасте 70 лет 28 апреля 2009 года.
