Katalin az itáliai Sienában született 1347. március 25-én. A 14. század zűrzavaros évszázad volt, az egyetemes egyházat két nagy gond emésztette: a római pápa hetven éven át a franciaországi Avignonban élt, emellett egyre fenyegetőbbé vált a török veszély. Ezekhez járult még Itáliában a városállamok harca a pápai állam, a császár és egymás ellen. Szent Katalin életrajzát gyóntatója és lelkivezetője, Capuai Boldog Rajmund domonkos szerzetes és Katalin tanítványa, Tommaso Caffarini írták meg. Katalin szülei, a sienai Benincasa Jakab kelmefestő mester és felesége, Lapa asszony huszonharmadik gyermeke volt. Már három éves korában rendkívüli jámborság jellemezte, hat évesen élte át első misztikus élményét: a házuk közelében lévő domonkos templom fölött megjelent neki Krisztus főpapi ruhában, a kíséretét Szent Péter, Szent Pál és Szent János evangélista alkották.
Ezután a látomás után a lány megváltozott. Felnőttesen komoly lett, imádságos élete elmélyült, és minden emberi segítség nélkül, a Szentlélek irányításával elkezdte gyakorolni a régi remeték vezeklését, böjtjét, imádságait. Egy év múlva tisztasági fogadalmat tett. A család mindezt nem vette komolyan, s amikor Katalin tizenkét éves lett, kezdték fölkészíteni a házasságra. Katalin tiltakozott, de nem lázadt föl, türelemmel viselt mindent, s amikor tizenhat éves lett, felnőttként közölte övéivel, hogy inkább elmegy otthonról, de szándékát, fogadalmát nem másítja meg. Ekkor, az édesapa hatására, a család elfogadta szándékát.
Katalin alázatból nem lépett kolostorba és nem is lett soha apáca. A Sienában élő domonkos harmadrendi nővérek (mantelláták) között akarta szolgálni Isten dicsőségét és felebarátai üdvösségét. A nővérek azonban elutasították a kérelmét azzal, hogy ők csak özvegyeket vesznek föl, a fiatal lányoktól félnek, mert botrányt hozhatnak rájuk. Katalin ennek ellenére, mivel egy látomásban Szent Domonkostól ígéretet kapott, hogy magára öltheti a Bűnbánó Nővérek ruháját, változatlanul kitartott kérése mellett, s végül 1363-ban befogadták a nővérek.
