Nachdem sie im Alter von 14 Jahren „Neposedy“ verlassen hatte, wurde Katina 1999 von Iwan Schapowalow gecastet. Ursprünglich waren Antikriegskonzerte gegen die Bombardierung Jugoslawiens durch die NATO mit Katina als Solokünstlerin geplant, nach kurzer Zeit wurde aber entschieden, ein Duo zu bilden. Gemeinsam mit Julija Wolkowa entstand so noch im gleichen Jahr t.A.T.u. In der Gruppe übernahm sie die Rolle des frechen, rothaarigen Mädchens – der Gegenpart zur burschikosen Wolkowa. Katina fügte sich leicht in diese Rolle ein, da sie auch privat ein sehr viel ruhigerer Typ als Wolkowa ist. Bei Presseterminen im Ausland übernahm Katina zusätzlich die Rolle der Dolmetscherin, da sie, im Gegensatz zu Wolkowa, bereits sehr gut Englisch sprach.