Kátia fue parte de la selección nacional de Brasil de 1995 a 2007. Jugó en tres Copas del Mundo, obteniendo un segundo lugar en 2007 y un tercer lugar en 1999, mientras que en 2003 fueron eliminadas en cuartos de final. Si bien Kátia jugó los Juegos Olímpicos de 2000, acabando en el cuarto puesto, quedó fuera del equipo que ganó una debido una lesión de rodilla. Kátia se retiró del equipo nacional después de los Juegos Panamericanos de 2007 en su ciudad natal de Río de Janeiro, donde Brasil ganó el oro.