Катерина народилася в герцогському палаці Віла Вісоша, як друга дочка Жуана, 8-го герцога Браганса та його дружини Луїзи де Гусман. Після війни за реставрацію в Португалії 1 грудня 1640 р. її батько був визнаний королем Португалії Жуаном IV. З новим становищем свого батька як одного з найважливіших монархів Європи Катерина стала об'єктом женихання для європейських королів, і її пропонували Хуану Хосе Австрійському, Франсуа де Бурбон-Вандому, Людовику XIV та Карлу II. Кандидатура останнього розглядалась через те, що після укладання мирного Піренейського договору 1659 р. між Іспанією і Францією, такий шлюб слугував гарантією створення союзу між Португалією та Англією. Незважаючи на постійну боротьбу країни з Іспанією, Катерина мала щасливе дитинство у Лісабоні .