1991年モスクワ生まれ。4歳でスケートを始める。子供のアイスショーに参加する傍ら、母に技術レッスンを受ける。やがてショーよりもスポーツとしてのスケートを選択。選手育成拠点のある市内ソコリニキに通い、マリナ・ドゥルジクらの指導を受ける。2002-03年シーズンのロシアジュニア選手権の男子シングルノービスクラスで3位となる。13歳で母の助言によりアイスダンスをはじめ、アメリカでアレクサンドル・ズーリンの指導のもとエレーナ・イリニフとカップルを組むが、ズーリンのロシア帰国に際しカツァラポフはモスクワに戻り、アメリカに残ったイリニフとのカップルを解消する。アンゲリカ・カブィシェワと組むが1シーズン半で解散、ロシアに戻ったイリニフとのカップルを2008年に再結成、2008-09年シーズンのロシアジュニア選手権で4位となる。国際競技会デビューとなった翌2009-2010シーズン、ジュニアグランプリシリーズ2大会で優勝、ジュニアグランプリファイナルでも2位。世界ジュニア選手権で優勝する。2010-2011シーズン、ロステレコム杯では銅メダルを獲得。ロシア選手権では3位に入り、ヨーロッパ選手権の代表に選出され、4位入賞を果たした。ロシアのカップルで2番目の成績を収めたため、世界選手権の代表にも選出された。SDは6位と上々の滑り出しだったが、FDでは地元ロシアの観客の大歓声で音楽のスタートが分からないまま演技をスタート。精彩を欠いた演技でSDより順位を1つ落とし7位入賞に留まった。シーズン終了後、アレクサンドル・ズーリンからニコライ・モロゾフへコーチを変更。変更の理由として、十分に練習環境を整えてもらえなかったことを挙げている。2011-2012シーズン、NHK杯ではSDで首位に立った。しかし、FDのウォームアップ中にイリニフがフェンスに衝突しひざを負傷。順位を落とし3位で大会を終え、エキシビションは欠場した。続くエリック・ボンパール杯では4位。ロシア選手権では前年より順位を1つ上げ2位。ヨーロッパ選手権ではSDで7位と出遅れ最終グループ入りを逃すが、FDでは3位で総合3位まで順位を上げ、初のメダルを獲得した。4位との差はわずか0.03ポイントしかなかった。世界選手権は予選から安定した演技を見せ5位入賞。ロシアのカップルでは最上位の成績だった。2012-2013シーズン、ロステレコム杯では2位。NHK杯ではSDの後にイリニフが食中毒を起こしてしまうが、FDを滑り2位に入った。グランプリファイナルに初進出し、そこでは6位だった。ヨーロッパ選手権では前年より順位を上げ2位。世界選手権はレベルを取りこぼし9位に終わった。2013-2014シーズン、4年連続出場のNHK杯では4位。エリック・ボンパール杯では地元のナタリー・ペシャラ / ファビアン・ブルザ組を破り2位。ヨーロッパ選手権のSDでは僅差の2位に付けるも、FDのシンクロナイズドツイズルでイリニフが転倒し2年連続の2位となった。ソチオリンピックの団体戦ではFDに出場し自己ベストを更新。金メダルを獲得した。個人戦ではSD、FD共に大幅に自己ベストを更新し、銅メダルを獲得した。世界選手権ではSDのシンクロナイズドツイズルの2本目を回ることができずノーバリューとなり5位と出遅れる。FDでは1位となり巻き返すも4位に終わった。世界選手権後にはイリニフとのカップルを解散した。4月11日にはヴィクトリヤ・シニツィナとのカップルが結成され、アメリカのミシガン州カントンでマリナ・ズエワの指導を受ける。2014-2015シーズン、ロステレコム杯では4位。NHK杯では2度のリフトの落下もあり7位に沈んだ。ロシア選手権では4位。2015-2016シーズン、スケートアメリカで銀メダルを獲得。ロステレコム杯では銅メダルを獲得した。ロシア選手権はSDで首位に立つも、FDのシンクロナイズドツイズルでミスを犯し、2位に順位を落とした。欧州選手権では4位、世界選手権では9位となった。2016-2017シーズン直前にロシアに帰国し、オレグ・ボルコフの元で練習を始めた。それに加え、エレーナ・チャイコフスカヤの指導も受け始めた。ロシア選手権では3位となり、欧州選手権代表に選出されるも、ロシアカップルの3組中最下位の10位に沈んだ。シーズン終了後、6年ぶりにアレクサンドル・ズーリンにコーチを戻した。
2009年の9月には、ロシアのウラジーミル・ポポフキン国防次官が自国のラジオ番組に出演した際に「フランス製の強襲揚陸艦の導入を進める協議をフランス当局と行っている」と発言した。これによれば、ミストラル級の1隻を購入する他、ロシア国内で4隻を建造する計画も打診している、という。価格は一隻あたり7億3,800万ドルから8億8,600万ドル程度になると報道されていた。 2011年6月17日に前年12月の予備的合意の下、ロシアサンクトペテルブルクにて正式な契約が締結された。価格に関してはロシア側は取材に対し「12億ドル」・フランス側は「16億ドル」と回答しており、はっきりとしていない。ロシア海軍向けミストラル級はフランス建造が行われるが、船体後部はロシアのバルト工場で生産されている。これには大規模ブロック工法の技術を習得するという側面もあり、その他にも情報管理システム、通信管理システムの技術が移転されている。2月24日にタス通信が報じたところでは、ロシアは同艦に単艦での対空・対艦・対潜攻撃及び防衛能力を付与することを求めて、ロシア製対空・対艦・対潜ミサイルの発射機を装備する。具体的には、A-220M 57mm単装砲、AK-630M 30mmガトリング砲、グブカ 近接防空ミサイルが搭載される。艦載機としてはKa-52K攻撃ヘリコプター、Ka-27M/29対潜ヘリコプターを搭載する。このため格納庫の高さが若干増されている。また、北極海での運用を想定して艦の船体は砕氷船クラスの鋼合金へ変更されている。電子機材に関しても変更が行われており、衛星通信システムはロシア製のものへと変更が行われる。更にセヴァストポリではSENIT-9がシグマ-Eへ変更され新たにMTK-201ME光学電子システムが搭載される。ロシア海軍は、「2008年のグルジア紛争の際に、黒海艦隊の輸送能力の不足で増援部隊の揚陸に26時間を要したが、ミストラル級だと同任務を40分で遂行できる。」としており、揚陸能力の機動性向上に期待している。しかし2009年11月、ブルジェフ副司令官はミストラル級を北方艦隊と太平洋艦隊に配備すると述べ、外洋でのパワー・プロジェクションに本級を用いることを示唆した。就役に先立ち、2013年に太平洋艦隊所属の第3独立海軍歩兵連隊が、第40独立海軍歩兵旅団に格上げされ、2014年には北方艦隊所属の海軍歩兵連隊も旅団に格上げされる予定である。一方で、導入には否定的な意見も存在しセルジュコフの失脚後の2013年1月には、ロシア連邦政府軍事産業委員会第1副委員長であるイワン・ハルチェンコはミストラル級を購入する決定は馬鹿げており、国家と造船業界へ損害を与える要因となっているとして批判、2014年にはドミトリー・ロゴージン副首相がミストラル級の購入は間違いであり、ミストラル級が無くても支障は無いと述べている。ロシア海軍のミストラル配備については、2013年6月2日、イタルタス通信が日本の小野寺五典防衛大臣がシンガポールでジャン＝イヴ・ル・ドリアン仏国防相との会談で、極東の勢力均衡を崩すとの懸念を示したことを報道した。