6 октября 1946 года в семье одного из известнейших московских архитекторов родилась девочка Катя. Ее родители были очень занятыми людьми: член-корреспондент архитектурной академии, профессор и доктор наук Георгий Александрович Градов возглавлял крупный столичный НИИ, а мама, Раиса Ивановна, была драматической актрисой театра имени Гоголя, так что маленькая Катя много времени проводила со своей няней.
Воспитывали девочку в строгости: прошедший всю войну отец не любил детские капризы. С четырех лет Катя учила немецкий язык, с семи к нему прибавились английский, уроки рисования и класс фортепиано. Катя любила музыку: уже в пять лет она пыталась дирижировать, слыша концерты или симфонии, и рассказывала взрослым о своем понимании произведений Бетховена, Чайковского, Моцарта и других композиторов. Подражая отцу, она рано начала писать – составляла списки дел, вела дневник. До сих пор в жизни вот уже взрослой женщины сохранилась привычка выстраивать ежедневные обязанности, вычеркивая их по мере работы.
Интересы Кати были очень разнообразными. Так, в шесть лет она решила всерьез заняться микробиологией, чтобы продлить жизнь близких людей, и купила для изучения научную книгу. Еще она любила наблюдать в микроскоп за изменением в состоянии разных вещей и с удовольствием переводила с английского языка сказки и истории, превращая их в собственные пьесы, зрителем которых обычно была Катина няня Анна, а актрисой – дочь дворника Тонечка. При этом для постановки спектакля могла использоваться любая домашняя вещь – вплоть до портьер из холла. К качеству постановки и декораций маленькая Катя подходила очень серьезно.
После окончания школы Екатерина училась в институте иностранных языков, потом поступила в МХАТ на курсы Василия Петровича Маркова.
В кино Градова начала сниматься в 1966 году. Одной из ее первых заметных ролей стала роль в мелодраме Яшина «Осенние свадьбы». Дебют был удачным, но несмотря на востребованность в кино, Екатерина продолжала работать в театре, без сомнений предпочитая его кинематографу.
В 1969 году Градова сыграла Негину в спектакле «Таланты и поклонники», поставленном в академическом театре имени Маяковского. Именно тогда к студентке четвертого курса МХАТа пришло первое серьезное зрительское признание. Среди известных актеров, принявших участие в постановке (Г. П. Кириллов, В. М. Орлова, Г. А Анисимова, В. Я. Самойлов, М. Штраух), критики без труда заметили восходящую звездочку таланта Градовой. В 1971 году эта пьеса была экранизирована. А два года спустя Екатерина вышла замуж за Максима Штрауха, но долго это супружество не продлилось.
Весной того же года Катя перешла в труппу Театра Сатиры, где почти сразу на нее обратил внимание Андрей Миронов. Уже осенью молодые люди поженились, а через два года у них родилась дочь Маша. Но вскоре отношения испортились, и Андрей и Екатерина разъехались, в дальнейшем несколько лет проведя то вместе, то врозь, однако развод оказался неминуем.
В кино Градова снималась нечасто, но многие до сих пор помнят ее – и вовсе не из-за брака со знаменитым Мироновым. Дело в том, что в 1973 году на экраны СССР вышла культовая лента Татьяны Лиозновой «Семнадцать мгновений весны» - там Екатерина сыграла радистку Кэт, мгновенно покорив сердца советских зрителей. Главной конкуренткой Градовой на роль Кэт была Ирина Алферова, но утвердили Екатерину, и сама она назвала этот фильм не просто фильмом, а судьбой.
Съемки фильма проходили в Берлине, и два года съемочная группа колесила по городам Европы и Кавказу. За образ радистки Кэт в 1976 году Екатерине дали Орден Дружбы Народов. И хотя в дальнейшем Градова еще играла в кино (к примеру, в таком известном фильме, как «Место встречи изменить нельзя»), роль из «Семнадцати мгновений…» стала ее визитной карточкой до сегодняшнего времени.
Более двадцати серьезных ролей в театре, более десятка киноролей – но в середине восьмидесятых Екатерина практически исчезла и с экранов, и с театральной сцены. По словам самой Градовой, актерская профессия довольно давно действовала на нее разрушающе, а после смерти Андрея Миронова перестала быть интересна. Он играла все реже, постепенно отдалялась от театра, а когда в 1992 году родился внук, актриса просто ушла со сцены.
Тогда же в судьбе Екатерины произошли изменения, обратившие актрису к Богу. Екатерина серьезно заболела (ее вес дошел до 45 килограммов) и уже потеряла надежду. Однако болезнь отступила, и с этого момента Градова решила посвятить свою жизнь церкви. Она окончила курсы Свято-Тихоновского Богословского института, создала благотворительный фонд, занималась брошенными детьми и одинокими стариками, преподавала в гимназии собственный предмет «Живое слово», основанный на Библии, Евангелии и русской классике.
В 1991 году Екатерина снова вышла замуж – на этот раз не за актера, а за бывшего физика-ядерщика Игоря Тимофеева, которого встретила во время паломничества в Оптину пустынь. Вместе с Игорем она в 1992 году усыновила мальчика Алексея, взяв его из детского дома сразу после венчания.
В настоящее время Екатерина Градова предпочитает держаться в стороне от журналистов и суеты. Большую часть времени она живет в Судогде, в своем деревянном доме, и ведет театральные курсы при православной школе.