Geboren wurde Catherine Hicks als Catherine Mary Hicks genannt Cathy am 6. August 1951 in Scottsdale, Arizona. Ihre ersten schauspielerischen Erfahrungen machte sie auf der Bühne der Notre Dame University in South Bend, Indiana. Dort bekam sie 1974 ein Stipendium für einen professionellen Schauspielkurs an der New Yorker Cornell University. Catherine Hicks schloss ihren Kurs mit dem Master of Fine Arts in Schauspielerei ab.
Ihr Fernsehdebüt gab sie 1975 in der Serie Ryan's Hope. Neben „The Bad News Bears“, „Tucker's Witch“ und „Winnetka Road“ wurde die Rolle der Annie Camden in der US-Serie 7th Heaven ihre vierte Serienrolle. Natürlich hatte sie auch einige Gastrollen, wie z.B. in der TV-Serie Diagnosis Murder.
Ihr erster Fernsehfilm war „Sparrow“ feiertte dann im Jahre 1978 seine Premiere auf den amerikanischen Empfangsgeräten. . Es folgten u.a. „Marilyn: The Untold Story“ (1980), der ihr für die Titelrolle eine Emmy-Nominierung als Beste Schauspielerin einbrachte. Mit „Running Against Time“ (1990) und „Redwood Curtain“ (1995) folgten dann zwei weitere Fernsehfilme. Im Jahre 2016 war sie dann in der Dokumentation „For the Love of Spock“ zu sehen.
Auch auf der großen Leinwand ist Catherine Hicks längst keine Unbekannte mehr: "Garbo Talks" (1984), "The Razor's Edge" (1984), "Peggy Sue Got Married" (1986), "Child's Play" (1988), "She's Out of Control" (1989) und "Turbulence" (1997) gehören zu ihren Projekten. Am bekanntesten wurde sie in Deutschland aber wohl als Meeresbiologin Dr. Gillian Taylor in Star Trek IV: The Voyage Home(1986). 1989 bekam Catherine Hicks den Saturn Award.
Heute lebt sie mit ihrem Mann, Regisseur und Special-Effects-Künstler (Sleepy Hollow) Kevin Yagher und ihrer Tochter Catie in Los Angeles, Kalifornien.