Catherine Ndereba nació en Gatunganga, Kenia, el 21 de julio de 1972. Criada en una familia muy humilde, durante su período de Colegio Secundario Ngorano comenzó su carrera como corredora, la que la llevaría años más tarde a los primeros planos del atletismo mundial.
En 1994 fue reclutada por el Kenya Prisons Service, y fue entonces que decidió volcar su vida al atletismo, convirtiéndose en profesional de este deporte.
Al año siguiente llegaría su despegue internacional: en 1995 representó a Kenia por primera vez, en Seúl, Corea. El mismo año logró un récord personal de 31:35 en los 10 km, en el Pittsburgh Great Race.
A partir de allí ganó prácticamente todo lo que corrió, hasta que en 1997 puso una pausa a su carrera deportiva por una buena razón: nació su hija, Jane.
Su vuelta a lo grande fue en 1999 cuando ganó ocho eventos principales durante la temporada de dos meses. Entre ellos, logro las medallas de bronce individual y de oro por equipos en el Campeonato del Mundo de Media Maratón, y consiguió los mejores tiempos mundiales en 5 km (15:09), 15 km (48:52), 12 km (38:37) y 10 millas (53:07).
Pero además, en ese año se produciría un hito en su vida: mucho más madura como atleta, debutó en la distancia maratón obteniendo el sexto puesto en Boston con 2:28:27. Sus condiciones naturales, sumadas a un arduo y sistemático trabajo de entrenamiento, la llevaron a romper en 2001 el récord mundial de la mítica distancia, corriendo en 2h 18' 47" los 42k de Chicago.
Durante los años siguientes tuvo numerosos logros, hasta que llegó su primer título de campeona mundial: Catherine fue oro en el Maratón en París 2003. La brillante atleta conseguiría además la medalla de plata en el Mundial de Helsinki 2005 y el preciado oro en Osaka 2007, entrando al selecto grupo de bi campeones mundiales en maratón.
Además de los títulos en los campeonatos, Ndereba fue dos veces medalla olímpica: primero en Atenas 2004 y luego en Beijing 2008, cuando le dió a Kenia las medallas de plata en el maratón femenino.
Catherine tuvo numerosos reconocimientos por su destacada actuación en diferentes competencias y campeonatos a lo largo y ancho del planeta. Fue designada en 2004 y 2005 como Deportista del Año de Kenia, el país de los maratonistas. A lo largo de su carrera se ganó el apodo de "Catalina la Grande". Actualmente reside en Nairobi, Kenia, con su esposo Anthony Maina y su hija Jane.