Cathrine Dietrichson var datter av distriktslege og overlege Peter Wilhelm Krejdahl Dietrichson (1817-1895) og Canutta Pauline Ditlevine Due (1820-1896), søster av arkitekt Paul Due. Selv var hun søster av den oppdagelsesreisende offiseren Oluf Dietrichson (1856-1942), som i 1888 deltok på Fridtjof Nansens skiekspedisjon over Grønland..