Katharina Schlegel wurde in Stralsund geboren und erhielt dort ihren ersten Cellounterricht. Von 1994 bis 1998 studierte sie an dem Musikgymnasium „Schloss Belvedere“ in Weimar als Jungstudentin. Nach Abschluss des Violoncellostudiums an der dortigen Musikhochschule „Franz Liszt“ bei Prof. Brunhard Böhme nahm sie 2003 ein Studium der Alten Musik im Fach Viola da Gamba an der Hochschule für Musik und Theater „Felix Mendelssohn-Bartholdy“ in Leipzig auf. Seitdem konzertiert sie mit verschiedenen Ensembles, wie Cantus Thuringia, der Lautten Compagney und dem Thomanerchor Leipzig. Mit dem Leipziger Barockorchester und Weser Renaissance entstanden CD-Produktionen.
2004 folgte der Wechsel an die Hochschule für Künste in Bremen zu Prof. Hille Perl.
Seid 2007 mit Abschluss des Studiums ist Katharina Schlegel als freischaffende Gambistin und Barockcellistin sowohl solistisch als auch im Ensemble gefragt. Sie nahm an Meisterkursen bei Paolo Pandolfo und Wieland Kuijken teil.
Beim 3. Internationalen Bach-Abel-Wettbewerb für Viola da Gamba in Köthen 2006 gewann sie den 1. Preis. Dem Ensemble der Hochschule der Künste Bremen, dem Katharina Schlegel angehört, wurde beim 55. Hochschulwettbewerb in Stuttgart 2007 ebenfalls diese Auszeichnung zuerkannt. Aus diesem Ensemble bildete sich das Trio „amikal“, das 2008 den 2. Preis beim 6. Johann-Hermann-Schmelzer-Wettberwerb in Melk (Österreich) gewann. Es folgten Konzerte bei dem 26.Festival Radovljica (Slowenien), dem Musikfest Bremen und den Leitheimer Schlosskonzerten. Ebenfalls 2008 trat Katharina Schlegel mit einem Solokonzert beim Bachfest in Leipzig auf.