В 1996 году окончила Рязанское музыкальное училище имени Григория и Александра Пироговых по специальности «дирижёр хора». В 2005 году окончила Московскую консерваторию им. П. И. Чайковского и недолгое время проходила стажировку в Музыкальном театре имени К. С. Станиславского и В. И. Немировича-Данченко.
С 2005 года — солистка Большого театра.
В 2007 году партия Наташи Ростовой («Война и мир» С. Прокофьева) в исполнении Екатерины Щербаченко была номинирована на премию «Золотая маска».