Prințesa Ecaterina a fost mezina regelui Constantin I al Greciei și a reginei Sofia a Prusiei și s-a născut la Palatul Regal din Atena pe 4 mai 1913. Cei trei frați ai ei, George, Alexandru și Paul, au devenit, pe rând, regi ai Greciei, sora, Elena, s-a căsătorit cu Carol al II-lea și a devenit regina-mamă a României, iar Irene a ajuns ducesă de Aosta.
Copilăria prințesei a fost marcată de Primul Război Mondial și de atitudinea amenințătoare a guvernelor Antantei față de părinții ei, pentru că regina Sofia era sora kaiserului Wilhelm al II-lea al Germaniei, iar regele Greciei a fost acuzat de aliați că duce o politică germanofilă.
După Revoluția bolșevică din 1917 și detronarea țarului Nicolae al II-lea, Constantin I a fost nevoit să abdice, fiind înlocuit nu cu George, cel mai mare dintre băieți, care era considerat și el germanofil, ci cu următorul născut. Sub amenințarea debarcării a 100.000 de soldați în Portul Pireu, suveranul a abandonat coroana în favoarea celui de-al doilea fiu, prințul Alexandru.
Pe 11 iunie, familia regală a părăsit palatul de la Atena, iar a doua zi a plecat în exil. Ecaterina avea patru ani atunci și a fost ultima dată când și-a văzut fratele, pe Alexandru, care devenise noul suveran. Micul grup s-a stabilit în Elveția, inițial la Saint-Moritz, apoi la Zurich. Situația financiară a lui Constantin nu era deloc strălucită, iar regele, marcat de un puternic sentiment al eșecului, s-a îmbolnăvit în 1918, în timpul pandemiei de gripă spaniolă, și a fost aproape de a-și pierde viața.
Pe 25 octombrie 1920, moartea bruscă a tânărului rege Alexandru I, provocată de o septicemie în urma mușcăturii unei maimuțe, a provocat o criză majoră la Atena. În cele din urmă, s-a organizat un referendum, iar 99% dintre participanți au votat pentru revenirea regelui Constantin la tron. Întoarcerea suveranilor și a copiilor în capitala elenă a fost triumfală, dar curând familia regelui Constantin a inceput să se risipească. În 1921, Prințul George s-a căsătorit cu Prințesa Elisabeta a României, iar Prințesa Elena s-a căsătorit cu Prințul Carol al României și a plecat să trăiască în țara soțului ei.
Scena politică grecească era în continuare instabilă. O lovitură de stat l-a forțat pe Constantin să părăsească puterea din nou, de data aceasta în favoarea fiului său cel mic, Paul. Pe 30 octombrie 1922, Ecaterina, părinții și sora ei, Irene, au părăsit din nou Grecia, instalându-se la Villa Hygeia din Palermo, în Sicilia. Curând, regele Constantin I, care suferea deja de arterioscleroză, a intrat într-o depresie severă și după doar câteva luni, pe 11 ianuarie 1923, a murit din cauza unei hemoragii cerebrale, la vârsta de 54 de ani.
În 1924, în Grecia a fost proclamată republică, iar George al II-lea și ultimii membri ai familiei regale încă prezenți în țară au fost obligați să-și părăsească patria. Tuturor li s-a anulat cetățenia elenă, iar tânăra Ecaterina a primit de la unchiul ei, regele Christian al X-lea al Danemarcei, un pașaport danez.
Prințesa a fost înscrisă la o școală internat în Anglia și după absolvire s-a întors în Italia, împreună cu mama și sora Irene. În 1930, celor trei li s-a alăturat și Elena, care părăsise Bucureștiul după restaurația lui Carol al II-lea. În ianuarie 1932, regina Sofia a încetat din viață din cauza unui cancer generalizat, regina-mamă Elena a României, a cumpărat casa din Italia și prințesele au continuat să locuiască împreună.
Cele trei surori – Elisabeta, Irene și Elena – au încercat, prin relațiile pe care le aveau, să găsească o soție potrivită pentru fratele lor, prințul Paul, care avea 34 de ani, dar era încă celibatar, cea aleasă fiind o verișoară, Prințesa Frederika de Hanovra.
În noiembrie 1935, un referendum organizat de generalul Georgios Kondylis a restabilit monarhia în Grecia, regele George al II-lea a revenit pe tron, iar Ecaterina și Irene s-au întors în țară, instalându-se la palatul regal. La Atena, Ecaterina s-a ocupat de opere de caritate, a păstrat o relație apropiată cu fratele Paul și noua cumnată, iar în octombrie 1940, când a izbucnit războiul italo-grec, s-a alăturat corpului de infirmiere voluntare ale organizației Crucea Roșie.
Pe 22 aprilie 1941, prințesa s-a îmbarcat spre Creta împreună cu unchiul și mătușa ei, George al Greciei și Maria Bonaparte, cumnatele Frederika de Hanovra și Aspasia Manos și nepoții, Constantin (viitorul rege al Greciei), Sofía (viitoarea regină a Spaniei) și Alexandra (viitoarea regină a Iugoslaviei). A doua zi s-au alăturat familiei și regele George al II-lea și prințul Paul, dar Bătălia din Creta a făcut ca situația să devină foarte dificilă. Întreaga familie a fost nevoită să fugiă în Egipt pe 30 aprilie, cu cincisprezece zile înainte de atacul parașutiștilor germani asupra insulei.
După câteva săptămâni, Ecaterina a plecat în Africa de Sud, unde și-a reluat activitatea de asistentă medicală, a lucrat la Spitalul Sf. Dunstan din Cape Town, împreună cu verișoara ei, Eugénie, și s-a ocupat în special de soldații care își pierduseră vederea, iar în mai 1946, a plecat la Londra, unde se afla fratele ei, George al II-lea, și în timpul călătoriei l-a cunoscut pe maiorul britanic Richard Brandram. Cei doi tineri s-au logodit în secret la trei săptămâni după ce au ajuns în Marea Britanie. Deși logodna nu respecta rigorile statutului de prințesă a Greciei, a fost acceptată de familia regală, însă suveranul i-a cerut să păstreze tăcerea asupra relației până la normalizarea situației politice din țară.
După referendumul din 1 septembrie 1946, familia regală s-a întors în Grecia, în februarie 1947 suveranul a anunțat mariajul, iar ceremonia a fost programată pentru luna aprilie, însă cu douăzeci de zile înainte de data nunții, regele a murit. Căsătoria s-a desfășurat totuși pe 21 aprilie 1947, deși a fost umbrită de doliu, noul monarh, regele Paul I, fiind cel care a condus-o pe mireasă la altar.
După luna de miere petrecută la vila colonelului Dimitrios Levidis, Ecaterina și soțul ei au locuit o vreme la Bagdad, în Irak, unde Richard ocupa funția de atașat al ambasadei britanice. Cuplul s-a întors mai târziu în Marea Britanie, stabilindu-se în orașul Marlow.
În Anglia, cuplul au dus o viață retrasă și discretă. Pe 1 aprilie 1948, la un an și o zi după moartea regelui George al II-lea al Greciei, Ecaterina l-a adus pe lume pe Paul Brandram, singurul ei copil. În 1994, soțul prințesei, maiorul Richard Brandram, a murit la vârsta de 82 de ani, după o boală îndelungată și la scurt timp sănătatea ei a intrat în declin, fiind nevoită să se deplaseze într-un scaun cu rotile.
Ecaterina a Greciei a murit la Londra, pe 2 octombrie 2007, la vârsta de 94 de ani.
