Catherine Mathieu débute l'apprentissage du violoncelle à l'âge de neuf ans dans la classe de madame Kristina Melnyk. Poursuivant sa formation musicale à l'Université de Montréal, elle y obtient un baccalauréat en interprétation (2003) sous la tutelle de madame Thérèse Motard. Passionnée par l'histoire de la musique, elle complète, également à la même institution, une maîtrise en musicologie (2006) ainsi qu'une attestation en pédagogie post-secondaire (2007).

Professeure de violoncelle au parascolaire à l'École de musique Vincent-d'Indy durant 10 ans, elle enseigne présentement dans son studio privé à Rosemère.

En plus de donner des conférences à titre de musicologue, Catherine se produit régulièrement comme violoncelliste dans la région métropolitaine, notamment au sein du Duo Barroco. Rédactrice pigiste pour divers orchestres (OSM, OSL, OSD et OSTR), elle a également récemment collaboré avec la maison de disque Analekta.

Boursière de la Fondation de Soutien aux Arts de Laval à sept reprises et de la Faculté de musique de l'Université de Montréal, elle est récipiendaire du prix Lorraine-Vaillancourt ainsi que du premier prix dans la catégorie «cordes 18-25 ans» du Festival de musique classique du Bas-Richelieu.

Désirant partager sa passion pour le violoncelle, Catherine a récemment créé PraticoCello, un espace membres pour violoncellistes amateurs où l'on peut apprendre, partager et vibrer au son de son violoncelle.