Catherine sinh ra ở Cung điện Vila Viçosa, là người con gái thứ hai còn sống của John – Công tước thứ 8 xứ Braganza với vợ mình - Luisa de Guzmán. Sau Chiến tranh Phục vị Bồ Đào Nha, cha bà được tôn làm Vua John IV của Bồ Đào Nha vào ngày 01 tháng 12 năm 1640. Với vai trò mới của mình, cha bà trở thành một trong những vị vua quan trọng nhất châu Âu, Bồ Đào Nha sau đó sở hữu một đế quốc thuộc địa rộng khắp, Catherine trở thành đối tượng kết hôn hàng đầu cho các hoàng gia châu Âu và bà được John của Áo, Beaufort - Công tước xứ Vendôme, Louis XIV và Charles II hỏi cưới. Lựa chọn cuối cùng được đưa ra là dựa vào việc triều đình Bồ Đào Nha xem bà như một cầu nối hữu dụng cho sự thiết lập liên minh giữa nước họ với Anh quốc, sau Hiệp ước Pyrenees được ký vào năm 1659, Bồ Đào Nha bị đồng minh Pháp bỏ rơi. Bất chấp cuộc chiến tranh không ngừng giữa đất nước mình với Tây Ban Nha,  Catherine vẫn có được một tuổi thơ hạnh phúc và mãn nguyện ở quê hương Lisboa thân yêu của mình.