Katarina Parr tillhörde en framstående, lågadlig familj från norra England. Likt Henrik VIII:s andra hustrus familj, släkten Boleyn, hade Katarinas familj lyckats komma sig upp genom kunglig gunst och framgångsrika giftermål. Katarina var av förnämare härkomst än både Anne Boleyn och Jane Seymour, tidigare hustrur till Henrik VIII, och hennes familj var mer framgångsrikt etablerad vid hovet. Hon var äldsta överlevande barn till sir Thomas Parr, ägare till herrgården Kendal i Westmorland (nuvarande Cumbria), som var ättling till Edvard III; och till Parrs hustru Maud Green (1492–1531), som var dotter och arvtagare till sir Thomas Green, Lord av Greens Norton, Northamptonshire. Katarina hade en yngre bror, William Parr, som kom att upphöjas till 1:e Marquess av Northampton, och en syster, Anne Herbert, grevinna av Pembroke. Sir Thomas var sheriff av Northamptonshire, "Master of the Wards", och "Comptroller" vid Henrik VIII:s hov. Sir Thomas Parr och kungen sågs som nära vänner. Han hade även, liksom sir Thomas Boleyn och sir John Seymour – fäder till två av kungens tidigare hustrur – deltagit i Sporrslaget i Frankrike år 1513. Katarinas mor, Lady Parr, var nära vän till och hovdam hos drottning Katarina av Aragonien, och forskare har föreslagit att Katarina skulle ha uppkallats efter drottningen, som även var hennes gudmor.