Екатерина родилась 28 октября 2001 года в Москве в семье Игоря Старшова и Елены Михайловской. Глава семьи является одним из директоров отдела компании, специализирующейся на импорте макаронных изделий очень популярной торговой марки. Игорь серьезно увлекается баскетболом. Это хобби привила Игорю его мать, бабушка Кати, которая была профессиональным тренером по баскетболу. Елена является сотрудницей фармакологической компании. Когда-то она увлеченно занималась фигурным катанием. Бабушка Кати по материнской линии, Татьяна Юрьевна, некогда работала в коммерческом отделе «Интуриста», занималась направлением Соединенных Штатов Америки. Она много путешествовала. По большей части это были поездки по североамериканскому региону. Сама Катя с раннего детства занимается фигурным катанием. Именно мама передала девочке любовь к этому грациозному виду спорта. Катя регулярно посещает занятия и является участницей танцевального балета на льду «Алеко». Несколько лет назад, когда девочке было пять лет, она принимала участие в международном конкурсе танцев на льду, который проходил во Франции. Их танцевальный коллектив занял почетное второе место. Танец назывался «Венецианский карнавал». Четыре юных солистки, среди которых была и Екатерина, сопровождали выступление взрослых участников кордебалета. Помимо танцев на льду, Старшова является ученицей центра эстетики и красоты «Катюша». Там юное дарование изучает художественное слово и учится танцевать. Актерские способности девочки были отмечены еще приемной комиссией центра, когда Кате предложили прочитать вслух выученное стихотворение. Девочка настолько воодушевленно читала строки А.С.Пушкина о зеленом дубе, что невольно казалось, что она не просто живо представляет происходящее в стихотворном сюжете, но пересказывает то, что видела собственными глазами. Кинематографический дебют актрисы состоялся в 2007 году. На тот момент Кате было шесть лет. Родители не планировали столь раннего начала актерской карьеры своей дочери. По признанию ее родных, все получилось спонтанно. Когда друзья семьи предложили девочке принять участие в кастинге на роль Пуговки в семейно-молодежном комедийном телесериале Вячеслава Муругова и Александра Роднянского «Папины дочки», ее бабушка, Татьяна Юрьевна, отнеслась к идее немного скептически. Никто не ожидал успеха, и посещение прослушивания рассматривалось в семье просто как своего-рода новый опыт. Всего в кастинге на роль младшей пятой дочери Полины Сергеевны Васнецовой приняли участие в общей сложности две сотни девочек. Отбор начался с просьбы рассказать о себе и о своей семье. Ответ Старшовой заинтересовал отборочную комиссию, и девочка прошла во второй тур. На следующем этапе соискательницам предстояло разыграть небольшую сценку. В итоге Катя была выбрана на роль Пуговки, и течение ее жизни резко изменилось. На раннем этапе участвовать в съемках было проще, так как девочка не ходила в школу. Когда настало время пойти в первый класс, график пришлось изменить так, чтобы съемки не мешали учебе. В итоге, несмотря ни на что, Старшова стала школьной отличницей. В 2009 году юную актрису привлекли к съемкам в фантастическом супергеройском фильме Тимура Бекмамбетова «Черная молния», где Катя появилась в образе сестры главного героя Тани Майковой.
