Née à Suresnes (Hauts-de-Seine), le 18 octobre 1957, Catherine Ringer est la fille d'un peintre juif polonais déporté pendant la Seconde Guerre mondiale et d'une mère architecte. Avide de liberté, la jeune fille au tempérament affirmé quitte le domicile familial à l'âge de treize ans pour vivre dans la marginalité.
Passionnée par la danse, le chant et le théâtre, elle suit divers cours qu'elle finance en tournant dans des productions pornographiques (une vingtaine entre 1977 et 1982), une expérience qui ne manquera pas de faire couler beaucoup d'encre une fois la célébrité venue. C'est sur le plateau de la comédie musicale rock de Marc'O Flashes rouges qu'a lieu la rencontre entre Catherine Ringer et Fred Chichin. Leur union se transforme peu à peu en un duo musical détonnant baptisé Rita Mitsouko. Alors que la new wave succède aux années punk, le duo se fait remarquer par son originalité et sa couleur musicale particulière empruntant aussi bien au glam rock qu'au music-hall.
Un premier album miraculeux porté par le succès de « Marcia Baïla » (1984) sur toutes les ondes va faire des Rita Mitsouko l'emblème d'un rock français en plein renouveau. Catherine Ringer attire l'attention de par ses tenues vestimentaires branchées (trouvées aux Puces de St Ouen) et une voix spectaculaire qui en fait une égérie des années 1980. L'association avec Fred Chichin fonctionne à merveille sur les albums The No Comprendo (1986) et Marc et Robert (1988) produits par Tony Visconti, et les tubes « C'est comme ça », « Les Histoires d'A » ou « Andy ». Entre temps, Catherine Ringer apparaît au cinéma dans le film Soigne ta droite (1987) de Jean-Luc Godard, et effectue un duo surprenant avec Marc Lavoine sur « Qu'est-ce que t'es belle » (1988).
Après trois albums parfaits, le couple se consacre à divers projets (album de remixes, acoustique, musiques de films), espaçant d'autant la parution d'albums originaux (Système D en 1993 et Cool Frénésie en 2000). En 2002, Catherine Ringer se consacre au rôle principal de la comédie musicale Concha Bonita d'après Alfredo Arias et René de Ceccaty.
Les Rita Mitsouko font leur retour par un hommage à la chanson française avec l'Orchestre Lamoureux, auquel succède un dernier album Variéty (2007) revenant aux sources de leur style. Atteint d'un cancer fulgurant, Fred Chichin décède le 28 novembre 2007, laissant Catherine Ringer poursuivre l'aventure le temps d'un album live en forme d'hommage à leur association. Catherine Ringer Chante Les Rita Mitsouko and More à La Cigale (CD et DVD en novembre 2008) oscille entre l'adieu douloureux et le premier pas en solitaire.
À l'automne 2008 paraît également Rendez-Vous chez Nino Rota, un album de reprises des musiques de films du compositeur attitré de Federico Fellini, conçu avec Mauro Gioia, dont Fred Chichin fut à l'origine. Catherine Ringer y interprète deux titres, « Belfagor Stomp » et « Parla Piu Piano ». Après une chanson pour le film Les Extraordinaires aventures d'Adèle Blanc-Sec de Luc Besson (« L'Adèle ») et une ode décalée à l'entraîneur Raymond Domenech (« Raymond »), c'est au printemps 2011 qu'a lieu le vrai démarrage de la carrière solo de la chanteuse avec Ring N' Roll, un album où se côtoient l'amour et la mort et plane l'ombre de son regretté alter ego.
Trois ans après, elle s'associe à deux musiciens du groupe Gotan Project, Christoph H. Müller et Eduardo Makaroff, pour l'unique album de Plaza Francia, A New Tango Songbook (2014). Catherine Ringer revient à l'automne 2017 avec le titre « Senior », premier extrait de son deuxième album solo Chroniques et Fantaisies, dont est également issu « Un bien bel homme ».
