Compton begon haar carrière als piloot voor de blinde wielrenster Karissa Whitsell. Samen wonnen ze twee gouden medailles op de Paralympische Spelen in 2004. Na de Paralympische Spelen ging Katie Compton zich richten op het veldrijden. In 2007, 2011 en 2013 werd Compton tweede op het Wereldkampioenschap veldrijden, in 2009 eindigde ze als derde. Ze won vijftien maal op rij de Amerikaanse kampioenschappen veldrijden en ze werd vier maal Pan-Amerikaans kampioene.