Катерина Мурино родилась в Кальяри (о. Сардиния) и изначально хотела стать врачом. В 1996 году заняла 4-е место на конкурсе Мисс Италия. Переехав в Лондон, увлекалась театром и актёрской профессией и каждую неделю откладывала средства, чтобы посмотреть что-нибудь в театре Вест-Энда.