Va ser filla de Miguel de Erauso i de María Pérez de Gallárraga i Arce. A molt curta edat va ser internada en el convent de Sant Sebastià l'Antic. Sembla, però, que el seu caràcter busca-raons i violent no era molt apropiat per a la vida enclaustrada. Després d'una baralla amb una novícia que s'havia atrevit a copejar va ser confinada a la seva cel · la, de la qual va escapar disfressada de camperol. Comptava llavors 15 anys d'edat. Va caminar de poble en poble i va arribar fins Valladolid . Des d'allí va tornar a Bilbao. Tot aquest temps ho va passar disfressada d'home, amb els cabells curts i usant diferents noms, com Pedro de Orive, Francisco de Loiola, Alonso Díaz, Ramírez de Guzmán o Antonio de Erauso. Segons sembla el seu físic no era res femení, el que li ajudava en el seu engany. Posteriorment va ser a Sanlúcar de Barrameda i va embarcar cap a Amèrica. En Perú es va allistar com a soldat sota el comandament de diferents capitans.
En les seves memòries confessa alguna aventura lèsbica, com quan una ventera la sorprèn "andándole a la filla entre les cames". En 1623 va ser detinguda en Huamanga, Perú, a causa d'una disputa. Per evitar la seva ajusticiament va demanar clemència al bisbe, Agustín de Carvajal, a qui li va explicar que era en realitat una dona i que havia estat en un convent. Després d'un examen per part d'un conjunt de llevadores, que van determinar que era cert que es tractava d'una dona i que a més era verge, el bisbe la va protegir i va ser enviada a Espanya. Allà la va rebre el rei Felipe IV d'Espanya que el va mantenir la seva graduació militar i li va cridar monja alferes, alhora que li permetia emprar el seu nom masculí. El relat de les seves aventures es va estendre per Europa, i Catalina va visitar Roma on va ser rebuda pel papa Urbà VIII. El pontífex la va autoritzar a continuar vestint d'home. A continuación fue a Nápoles, donde también su presencia suscitó admiración. A continuació va ser a Nàpols, on també la seva presència va suscitar admiració. Passejant pel port d'aquella ciutat, refereix ella mateixa en les seves memòries, unes jovenetes acompanyades d'uns mozalbetes van voler burlar d'ella, dient-li: "Signora Catalina, dove si cammina?" Al que ella va respondre: "A donar-los a vostès uns bescollades, senyores putes, i unes ganivetades a qui s'atreveixi a defensar-les."
En 1630 s'instal · la a Mèxic, probablement a la ciutat d'Orizaba en l'estat de Veracruz, on va regentar un negoci de transport de mercaderies entre Ciutat de Mèxic i Veracruz . Va morir transportant una càrrega en un pot, encara que hi ha qui escriu que la seva mort va ocórrer en els alts d'Orizaba, sola entre els seus ases.