Née en 1957 à New York (États-Unis), Catherine Russell est la fille du pianiste d'origine panaméenne Luis Russell qui fut le directeur musical de Louis Armstrong, et de la musicienne Carline Ray, bassiste et chanteuse formée dans les plus grands conservatoires de la ville (Julliard School et Manhattan School).
Son enfance passée entre New Orleans et New York suit les péripéties de ses parents musiciens. Influencée par des musiques aussi différentes que celles des Beatles, Etta James, le blues, l'opéra ou Abbey Lincoln (modèle de la chanteuse), Catherine Russell est remarquée pour son aisance vocale qui lui permet toutes les acrobaties. Le critique américain Nat Hentoff dit d'elle qu'elle « pourrait faire un concours avec Ella Fitzgerald et Betty Carter. ».
Arrivée sur le tard dans une carrière solo, Catherine Russell travaille longtemps comme choriste. Sa réputation solidement établie dans le milieu des studios l'amène à collaborer avec de grands noms comme Steely Dan, Madonna, Al Green, Isaac Hayes, Cyndi Lauper, Paul Simon, Jackson Browne ou Joan Osborne. Une tournée avec David Bowie reste l'un de ses meilleurs souvenirs. Quand elle n'est pas en studio ou en tournée, l'accompagnatrice se fait chanteuse dans quelques festivals de jazz, à la radio ou pour des publicités.
C'est en 2006, à l'âge de 49 ans, que Catherine Russell lance véritablement sa carrière de chanteuse de jazz et de blues, accompagnée par un groupe comprenant Larry Ham (piano), Earl May (basse) et Eddie Locke (batterie). Cette année-là, l'équipe renforcée par le guitariste Frank Portolese et le banjoiste et mandoliniste Stuart J. Rosenberg enregistre l'album Cat, composé de reprises de standards (Sam Cooke, Peggy Lee, Jimmy Van Heusen, Grateful Dead...) et de quelques compositions personnelles. L'album Sentimental Streak, enregistré dans le studio de Levon Helm à Woodstock en 2008, reçoit un accueil aussi favorable que le précédent.
Invitée de nombreux festivals, Catherine Russell poursuit avec de nouveaux musiciens pour l'album Inside This Heart of Mine (2010), dans lequel elle rend hommage à son père en compagnie du vétéran Howard Johnson au tuba et de Mark Shane (piano), Matt Munisteri (guitares), Jon-Erik Kellso (trompette) et John Allred (trombone). Le quatrième volet des aventures de Catherine Russell, Strictly Romancin', voit le jour en février 2012 sous une pluie d'éloges. L'album dirigé par Matt Munisteri comprend notamment un duo avec sa mère.
