Sortie de l’IAD en 1995, Catherine Grosjean joue dans une trentaine de spectacles au théâtre dont Disco Pigs d’Enda Walsh en 1999. Elle joue également sur les planches les rôles principaux de grands classiques, notamment Nina dans La Mouette (2000) et Juliette dans Roméo et Juliette (2001). Catherine fait ses premiers pas au cinéma en 1994 dans Meilleurs vœux de Vincent Lannoo. Elle incarne le rôle principal du court métrage L’Heure bleue de Michaël Bier et Alice De Vestele présenté en 2010 en Compétition nationale et pour lequel elle remporte le Prix d’interprétation féminine au FIFF et au Brussels Short Film Festival. On peut ensuite la voir notamment dans Illégal d'Olivier Masset-Depasse, La Religieuse de Guillaume Nicloux, ou encore dans La Trêve, série produite par la RTBF et diffusée en 2016.
Génération 25ème !