Katalin Pálinger hat bis zu ihrem Rücktritt aus der Nationalmannschaft 254 Länderspiele für die ungarische Frauen-Handballnationalmannschaft bestritten. Mit Ungarn wurde sie 2000 Europameisterin, zwei Jahre zuvor hatte sie bereits Bronze gewonnen. Bei den Olympischen Spielen 2000 in Sydney gewann sie Silber genauso wie bei der Handball-Weltmeisterschaft der Frauen 1999. Bei der Handball-Weltmeisterschaft der Frauen 2007 in Frankreich belegte sie mit Ungarn den 8. Rang. Bei den Olympischen Spielen 2008 erreichte sie mit dem ungarischen Nationalteam den 4. Platz.