Дочь статского советника Ивана Степановича Десницкого. Отец умер, когда Кате было 3 года. Вместе с матерью и старшим братом Иваном жила в Киеве. Училась в Фундуклеевской женской гимназии. После смерти матери в 1903 году жила с братом в Санкт-Петербурге. Окончив курсы сестёр милосердия, отправилась на Дальний Восток, где шла русско-японская война. Возвратилась оттуда с тремя наградами, в том числе и с Георгиевским крестом.
В 1919 году брак Екатерины и Чакрабона распался. Она уехала в Шанхай, где поселился её брат и была большая русская колония. Позднее вышла замуж за американца Гарри Клинтона Стоуна. Впоследствии они переехали в Париж, где Десницкая провела остаток жизни.
История любви принца Чакрабона и Екатерины Десницкой описана в книге Паустовского «Далёкие годы» (1946) и в книге их внучки, принцессы Таиланда Нариссы Чакрапонг «Катя и принц Сиама». В 2011 году по этой книге в Екатеринбургском театре оперы и балета был поставлен одноимённый балет.