Катерина Анна Винитска появилась на свет 17 декабря 1977 году в Торонто, Канада, в семье украинских эмигрантов, и до восьми лет совсем не разговаривала на английском языке. Кэтрин начала заниматься боевыми искусствами в возрасте семи лет, а уже в тринадцать получила черный пояс. Позже она посещала курсы телохранителей, и на данный момент имеет черный пояс третьей степени по тхэквондо, а также черный пояс второй степени по карате, выигрывала серебряную медаль на канадских национальных соревнованиях по тхэквандо. В возрасте шестнадцати лет Уинник открыла свой первый зал по боевым единоборствам, впоследствии открылись еще два успешных филиала в Торонто и Нью-Йорке.
Еще в школьные годы Кэтрин проявляла тягу к актерскому мастерству и участвовала в различных местных постановках. Позже она начала учиться актерскому мастерству в нью-йоркской школе «William Esper Studio».
На большом экране Уинник дебютировала в 2001 году в фильме ужасов «Биологически опасный». За ним последовала работа в мелодраме «Любовь с уведомлением», криминальной драме «Как дела, Алиса?», мелодраме «50 первых поцелуев», фильме ужасов «Помощник сатаны», мелодраме «Держись до конца», биографической драме «Амбициозный Трамп», спортивной комедии «Облако 9», мелодраме «Любовь и прочие неприятности», драме «13 могил», мелодраме «Поцелуй меня», триллере «Точка перелома», драме «Когда Ницше плакал», боевике «Киллеры», драме «Замерзшие души», мелодраме «Любовь и другие лекарства», фантастической драме «Свободное радио Альбемута», триллере «Выбор киллера», криминальной драме «Реальные парни», мелодраме «Умопомрачительные фантазии Чарли Свона-третьего», криминальной комедии «Черные метки».
Кроме того, Кэтрин участвовала в съемках таких многосерийных картин как «Закон и порядок», «Пси Фактор: Хроники паранормальных явлений», «Тюрьма «OZ», «Студенческая жизнь», «Охотники за древностями», «C.S.I. Место преступления», «Закон и порядок. Преступные намерения», «Звездный охотник», «C.S.I. Майами», «Счастливая карта», «Миссия ясновидения», «10-8: Дежурные офицеры», «C.S.I. Место преступления Нью-Йорк», «Доктор Хаус», «Кости», «Мыслить как преступник», «Врата», «Болота», «Никита», «Перевозчик», «Викинги».
На данный момент Уинник живет в Лос-Анджелесе. Один из ее братьев Адам является канадским солдатом и служит в Афганистане, второй брат Марк Жан тоже является актером.