Lady Katherine Neville nació en 1442, siendo una de los diez hijos, la quinta mujer, de Richard y Alice Montagu, V condes de Salisbury. Su madre era la única hija y heredera de Thomas Montagu, IV conde de Salisbury, y su primera esposa, Eleanor Holland. Lady Alice era la hermana de Richard Neville, XVI Conde de Warwick "iure uxoris", el par más rico e influyente de su generación, y uno de los protagonistas principales en las Guerras de las Rosas. Su tía, Cecilia Neville, duquesa de York, fue madre de los reyes Eduarda IV y Ricardo III, y por tanto otra figura clave en las guerras civiles dinásticas que dominaron la última mitad del siglo XV en Inglaterra. Su sobrina, Ana Neville (hija menor de Warwick) llegaría a ser reina como consorte de Ricardo III. Su hermana Alice, baronesa FitzHugh, y la hija de esta, Elizabeth, fueron las principales damas de la reina Ana. Sus abuelos paternos eran Ralph Neville, I conde de Westmorland, y Joan Beaufort, hija de Juan de Gante con Catalina de Roët, haciendo de Katherine una descendiente directa de Eduardo III.