Kovács Katalin 11 évesen a Bp. Spartacusban ismerkedett meg a sportági alapokkal, döntően annak köszönhetően, hogy nővére már kajakozott. Hat évvel később már korosztályos válogatottként szerzett Eb-érmeket, 1995-ben a felnőtt válogatott tartalékjaként vett részt a duisburgi vb-n.
1998-bana Dékány Kinga, Kovács Katalin, Viski Erzsébet, Kőbán Rita négyes 200 m-en világbajnoki címet szerzett Szegeden, Kovács pályafutása ezután óriási lendületet vett. Előbb Szabó Szilviával alkotott párosa nőtt a nemzetközi mezőny fölé, majd azt követően egyesben is átvette az uralkodást. Sorra jöttek a kiugró eredmények, a Sydneyben két olimpiai ezüstérmet szerző Kovács Katalin Athén előtt már abszolút favoritnak számított. Douchev-Janics Natasa azonban legyőzte őt a hazai válogatón. A sors fintora, hogy éppen legyőzőjével alkotott végül félelmetes, kétszeres (2004, 2008) olimpiai aranyérmes párost.
Kovács Katalin pályafutása során három olimpiai, 31 világajnoki és 29 Európa-bajnoki aranyérmet szerzett, 2016-ban jelentette be visszavonulását. Karrierje során tíz alkalommal választották meg az év magyar női kajakozójának, kétszer ítélték oda neki az Év női sportolója címet.
Napjainkban a Kovács Katalin Nemzeti Kajak-Kenu Akadémia kuratóriumának elnökeként segíti a sportágat.