1983. március 13.-án született Budapesten Tompos Katalin. Édesanyja Szigyelnyikova Valentyna kereskedelmi előadó. Édesapja Tompos Károly atomfizikus. Kisgyermek korában elhunyt. Édesapja Moszkvában ismerkedett meg az édesanyjával.
Óvodás korában sokat utaztak Moszkvába, édesanyjával, Váljával. Nagymamája nem beszél magyarul .A nagyinak van egy ikertestvére.
Akcentus nélkül beszél oroszul, de nem a mai nyelvet. Édesanyja és apukája a 70-es évek végén jött át és azt a nyelvet ismeri, amit akkor ő magával hozott.
Ukrán származású gimnáziumi énektanárnője vitte el először fellépni. Gimnazista korában Földessy Margit stúdiójába járt 2-3 évig . A színművészeti előtt az utolsó nyarat külföldön töltötte. Orosz Zoltán harmonikás hívta el utcazenélni, és együtt beutazták fél Európát.
2001-2005-ig aSzínház és Filmművészeti Egyetemre az operett-musical szakra járt. Első próbálkozásra felvették . Kerényi Imre osztályába került.
Osztálytársai:Balogh Anna, Dolhai Attila, Fila Balázs, Holecskó Orsolya, Kerényi Miklós Máté, Nagy Lóránt, Nagy Sándor, Nádasi Veronika, Ömböli Pál, Peller Anna, Posta Viktor, Szegő Adrienn, Szemenyei János, Szőcs Artúr,  Wégner Judit és Zöld Csaba

Az egyetemelvégzése után 2005-2007 József Attila Színház tagja volt ,majd  2007-2008 Bárka Színházban szerepelt. 2008 óta a  Nemteti Színház tagja.
2009 -ben a Magányos csónak című dallal készült  az Eurovíziós Dalversenyre,miután Zentai Márk dalát kizárták a versenyből.De röviddel a bejelentés után a Sony BMG lemezkiadó vállalat arról tájékoztatta a Magyar Televíziót, hogy Tompos Kátya színházi elfoglaltságai miatt nem tudja vállalni az Eurovíziós Dalversenyen való szereplést, illetve a felkészüléssel járó feladatokat.
A 2011/2012-es évadban nem szerepel mert a zenére koncentrál. Lantos Zoltánnal  a Gyulai Várszínházban a Jazzonett című estenlépett fel. Énekelt Goran Bregovic-csal a MűPában. 2011
őszén újévi koncertre készült a Budapest Klezmer Banddel, majd Hrutka Róberttel lépett fel. 2012  februárjában pedig a Söndörgő zenekarral Indiába utazott fellépésre. Április végén pedig
Hrutka Róberttel és zenekarával egész estés koncertet adott Keresztül Európán címmel a Nemzeti Színházban.
Az István, a király 2013-as előadásain Réka szerepében hódította meg a Papp László Budapest Sportaréna és a Szegedi Szabadtéri Játékok közönségét.  
2013-ban jelent meg első szólóalbuma. A lemezen hallható bolgár, orosz, angol, francia és természetesen magyar dalok is. Ebben az évben a GLAMOUR Women of the Year 2013 jelöltjei közt szerepelt.
2016 -ban is folytatódott a Keresztül Európán koncertje. A dalok angol, francia, bolgár, magyar, és orosz nyelven hallhatóak.
2020 nyarán a Madách Színház tetőteraszán sikeres duett koncertet tartottak Tompos Kátya és Dolhai Attila  szereplésével.