Η Κατερίνα Χέλμη γεννήθηκε στην Αθήνα στις 12 Αυγούστου 1939.
Εγινε ευρέως γνωστή μέσα από ρόλους σε μερικές από τις πιο αγαπημένες ταινίες του ελληνικού κινηματογράφου.
Η πρώτη της εμφάνιση στον κινηματογράφο πραγματοποιήθηκε το 1957 στην ταινία «Μπαρμπαγιάννης ο Κανατάς», αλλά η μεγαλύτερή της επιτυχία είναι «Τα Κόκκινα Φανάρια», με ανεξίτηλη και μέρος πλέον της ποπ κουλτούρας την ατάκα της «Θα φαρμακωθώ» που απευθύνει στον προαγωγό και εραστή της.
Στα 16 της χρόνια από τον πορτρετίστα Χρήστο Τσέλιο
Με τον Αλέκο Αλεξανδράκη στο «Μπαρμπαγιάννης ο Κανατάς»
Υπήρξε, επίσης, η αντίζηλος της Αλίκης Βουγιουκλάκη στην ταινία «Η αγάπη μας», ενώ η τελευταία της εμφάνιση στο σινεμά ήταν στο ρόλο της μητέρας στη «Θαύμα της Θάλασσας της Σαργασσών» του Σύλλα Τζουμέρκα το 2019.
Κατά τη διάρκεια της σταδιοδρομίας της, είχε συμμετάσχει σε περισσότερες από 25 ταινίες και σε 4 τηλεοπτικές σειρές. Ασχολήθηκε επίσης με την συγγραφή αρκετών βιβλίων. Σύζυγός της ήταν ο καθηγητής και ακαδημαϊκός Κωνσταντίνος Σβολόπουλος.
Κόκκινα Φανάρια
Με τον Γιάννη Δαλιανίδη και τον Βαγγέλη Βουλγαρίδη στα γυρίσματα του «Νόμος 4000»
Σε αντίθεση με τον σύζυγό της Κωνσταντίνο Σβολόπουλο, ο οποίος ήταν στενός φίλος του Κωνσταντίνου Καραμανλή και διευθυντής του Ιδρύματος Καραμανλή, η Κατερίνα Χέλμη δραστηριοποιήθηκε πολιτικά στο ΠΑΣΟΚ, ως μέλος της Επιτροπής Συνδικαλιστικού Επιστημόνων-Καλλιτεχνών. Στις δημοτικές εκλογές του 1994, εκλέχθηκε δημοτική σύμβουλος του Δήμου Αθηναίων με την παράταξη του Θεόδωρου Πάγκαλου.
Σύμφωνα με δηλώσεις της είχε ασπαστεί και τη Σαϊεντολογία.