Katia Petrowska urodziła się i dorastała w Kijowie.
Studiowała literaturę i slawistykę na uniwerysytecie w Tartu, w Estonii. W 1994 roku wyjechała do Stanów Zjednoczonych na stypendium American Council of Teachers of Russian, w ramach którego uczyła się na uniwersytetach Stanforda oraz Columbia. W 1998 obroniła doktorat na Uniwersytecie Moskiewskim. Tematem jej dysertacji była peotyka prozy Władysława Chodasiewicza. Rok później przeniosła się do Berlina, gdzie pracowała jako dziennikarka dla kilku rosyjskich mediów. Jej teksty ukazywały się także w prasie niemieckojęzycznej, m.in. w Neuen Zürcher Zeitung, czy TAZ. Od 2011 r. prowadzi własną rubrykę we Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung, zatytułowaną „Zachodnio-wschodnia Diva”.
W 2013 we współpracy z fotografką, Anitą Back, wydała album „Die Auserwählten: Ein Sommer im Ferienlager von Orlionok” („Wybrańcy: lato na obozie Orlionok”) - ilustrowany esej o letnich obozach młodzieżowych z Związku Radzieckim.
Jest laureatką nagrody im. Ingeborg Bachmann (2013) oraz Premio Strega Europeo (2015) za swoją książkę „Może Estera”.