Полдетства Катерина провела с семьей в небольшой хрущевке города Инты Республики Коми и много болела. От
атопического дерматита избавилась только в 18 лет после многолетней борьбы. Будущая актриса отличалась артистичностью с ранних лет: подростком она занималась в театре-студии, потом попала в пермскую "Новую драму", а позже даже пыталась попробовать себя в карьере певицы и пришла на "Фабрику звезд". Однако Алла Борисовна, которая состояла в жюри, сразу же ей отказала. Шпица не отчаялась и пошла покорять кинематограф. В кино девушка попала едва ли не хитростью.
В 16 лет будущая актриса участвовала в соревновании, победитель которого мог сняться в клипе Scorpions. Юную конкурсантку раскрыли и не дали пройти в финал, однако участие помогло ей познакомиться с фотографом Алексеем Васильевым, который работал со звездами. Именно он приютил ее, когда она перебралась в столицу и привел на один из кастингов в качестве наблюдателя. Так череда событий помогла ей познакомиться со своим первым режиссером – Катерина снялась в фильме "Адам и превращение Евы" и начала свою карьеру.
Шпица никогда не любила распространяться о своей личной жизни, зато за нее это делали другие. Несколько лет стало известно, что еще до своей популярности актриса крутила несерьезный роман с Алексеем Паниным. А в 2010 году артистка стала встречаться с каскадером Константином Адаевым. Через год, по время съемок фильма "Метро", Катерина забеременела, а в 2012 у пары родился сын Герман. Однако в конце концов союз распался – по слухам, причиной разлада стала занятость актрисы.
Следующим избранником звезды стал Марюс Вайсберг – неожиданно для общественности пара появилась вместе на одном из светских мероприятий. Поклонники ожидали, что эти отношения приведут к свадьбе, однако меньше чем через год, в 2015 году, возлюбленные разошлись. Уже на следующий месяц постановщик появился в компании новой избранницы.
Долгое время Шпица не выставляла напоказ свою личную жизнь, а в феврале этого года в первый раз вышла замуж. Ее супругом стал фитнес-тренер Руслан Панов – пара познакомилась на персональных занятиях в спортзале. Панову удалось поладить с наследником звездной жены, а Шпице – найти баланс между карьерой и семьей.