Екатерина Ющенко окончила Среднеазиатский университет в 1942 году. Работала в Львовском отделе теории вероятностей Института математики АН УССР (1946—1950), старшим научным сотрудником Института математики АН УССР (1950—1957), заведующей отделом Института кибернетики АН УССР (с 1957 года).
Первые научные исследования в области теории вероятностей и математической статистики Екатерина Ющенко проводила в Львовском отделе Института математики под руководством академика Б. В. Гнеденко.
С 1954 года работает в области вычислительной математики, разрабатывает алгоритмы для МЭСМ, в том числе алгоритмы решения задач внешней баллистики для ракетно-космических комплексов, разработки планов производства и т. п.
Екатерина Ющенко становится первым в СССР доктором физико-математических наук, которому эта степень была присвоена за работы по программированию. Она предложила один из первых в мировой практике языков программирования — Адресный язык, конструкции которого вошли в состав современных языков.
Екатерина Логвиновна была в числе авторов (с Б. В. Гнеденко и В. С. Королюком) первого учебника по программированию в СССР — книги «Элементы программирования», изданной в 1961 году, переизданной в 1964 году, а также в переводе: в 1964 году в ГДР и Венгрии, а 1969 году во Франции.
Под её руководством и с непосредственным участием была создана серия инструментально-технологических комплексов. За работы в этой отрасли ей были присуждены две Государственные премии Украины (Государственные премии УССР) и премия Совета Министров СССР, а за теоретические разработки в области компьютерной алгебры — академическая премия имени Глушкова. Также Е. Ющенко награждена Орденом княгини Ольги.
Е. Л. Ющенко получила 5 авторских свидетельств, ей разработано 8 Государственных стандартов Украины. Она является автором более 200 научных работ, в том числе 23 монографий и учебных пособий, часть которых была переведена и издана в Германии, Чехии, Венгрии, Франции и Дании.
Е. Ющенко подготовила 45 кандидатов и 11 докторов наук.
Была членом редколлегий журналов «Кибернетика и системный анализ» и «Проблемы программирования», членом Научного совета по проблеме «Кибернетика» НАН Украины, членом квалификационного совета по присуждению учёных степеней.