Catarina Marcelino nasceu em 1971, no Montijo, onde estudou na escola pública.
Licenciou-se em Antropologia no ISCTE - Instituto Universitário de Lisboa e mais tarde fez uma especialização em Género, Poder e Violência, pelo Instituto Superior de Psicologia Aplicada (ISPA).
Na Câmara Municipal do Montijo foi responsável pela área de Ação Social, para onde levou a experiência de voluntariado com sem-abrigo na comunidade Vida e Paz, com pessoas em situação de pobreza e exclusão acompanhadas pela Porta Amiga da AMI, em Cascais, e ainda da Liga Portuguesa Contra a Sida, no Hospital Curry Cabral em Lisboa.
Saiu da Câmara Municipal do Montijo em 2005 para integrar o Gabinete do Secretário de Estado da Segurança Social, onde foi adjunta e coordenou a regulamentação da Rede Social e o Programa Contratos Locais de Desenvolvimento Social.
A área da igualdade de género esteve sempre presente no seu percurso. Foi Conselheira para a Igualdade na Câmara Municipal do Montijo e Presidente da CITE – Comissão para a Igualdade no Trabalho e no Emprego, em 2009. No percurso político, foi Presidente do Departamento Federativo das Mulheres Socialistas de Setúbal, entre 2005 e 2010, e Presidente do Departamento Nacional das Mulheres Socialistas, de 2010 a 2013.
Em 2009 chegou ao Parlamento como Deputada, onde participou ativamente na Comissão de Trabalho e Segurança Social, na Comissão de Direitos, Liberdade e Garantias e na Comissão de Orçamento, Finanças e Modernização Administrativa.
Em 2011 abraçou um novo desafio na Câmara Municipal de Lisboa, onde desenvolveu e implementou o Projeto Lisboa Empreende, um projeto de apoio a munícipes financiado através do microcrédito.