Екатерина Климова посещала подготовительные курсы ВГИКа, а затем окончила с отличием Высшее театральное училище имени Щепкина. Актриса работала в РАМТ, участвовала в антрепризных спектаклях, выпусках киножурнала «Фитиль». Екатерина — многодетная мать. В первом браке с ювелиром Ильей Хорошиловым она родила в марте 2002 года дочь Екатерину. После расставания с Климовой Илья женился на звезде сериала «Саша + Маша» Елене Бирюковой.
«Какая молодая»: Екатерина Климова выложила нежную совместную фотосессию с мамой

Екатерина Климова активно снимается в кино. Зрители запомнили такие проекты с её участием, как «Бедная Настя», «Защитница», «Однажды в Ростове», «МосГаз», «Молодёжка», «Свидание», «Мы из будущего», «Сильная слабая женщина». Всего в послужном списке 45-летней актрисы — 84 работы в 82 фильмах и сериалах. Екатерина также занята в спектаклях Центрального академического театра Российской армии — артистка выходит на московские сцены и участвует в гастролях.
Также у Екатерины есть два сына от актёра Игоря Петренко: Матвей родился в 2006 году. Корней — в 2008. В браке с Гелой Месхи артистка стала матерью младшей дочери Изабеллы, которой в сентябре исполнится восемь лет. Пара рассталась в июне 2019 года, но Гела Месхи остался в дружеских отношениях с Климовой и активно участвует в жизни дочери.
