Après des études au Conservatoire National d'Art Dramatique, elle joue notamment sous la direction de Jacques Lasalle, Claude Régy, Gilles Gleize, Jean-Claude Grinevald, Jean-Claude Buchard, Jean-Louis Martinelli.

Elle est également écrivaine et metteuse en scène. Une quinzaine de pièces a ainsi été représentée, notamment au Théâtre de la Bastille, au Théâtre Paris-Villette, au Théâtre Gérard Philipe de Saint-Denis, au Festival d'Avignon, au Théâtre des Amandiers de Nanterre, au Théâtre Sorano de Toulouse, au TNP de Villeurbanne, au Théâtre National de Strasbourg et dans de nombreuses villes tant en France qu'à l'étranger.

Ses textes ont été traduits en allemand, anglais, espagnol, grec, italien, néerlandais, polonais, suédois et sont édités chez Actes Sud-Papiers et à L'Ecole des Loisirs.

Catherine Anne a également animé de nombreux stages et ateliers dont en 2002, un atelier de 3ème année au Conservatoire National Supérieur d'Art Dramatique.

Catherine Anne dirige le Théâtre de l'Est Parisien depuis juillet 2002.