Екатерина Семёнова родилась в 1992 году. С отличием окончила Академическое музыкальное училище при Московской консерватории (2014) и Московскую государственную консерваторию имени П. И. Чайковского (2019), где обучалась в классе профессора Лидии Черных. Во время учебы выступала в спектаклях Оперного театра МГК. Лауреат Международного конкурса вокалистов имени А. П. Иванова в Твери (2015, I премия).

Участвовала в исполнении оперы «Мнимые философы» Паизиелло (проект «Открытая сцена») на фестивале «Летний сад искусств» в Бари (Италия). В 2018 году принимала участие в мировой премьере оперы «Для Черного квадрата» Ильи Демуцкого в Третьяковской галерее.

С 2019 года – солистка Камерной сцены имени Б. А. Покровского Большого театра России, где дебютировала в опере «Сорочинская ярмарка» Мусоргского (партия Параси). В 2020 году впервые выступила на Новой сцене Большого театра (Мими в «Богеме» Пуччини). Позднее в ее репертуар в Большом театре вошли партии в спектаклях «Дон Жуан» Моцарта (Донна Эльвира), «Сказка о царе Салтане» Римского-Корсакова (Повариха), «Идиот» Вайнберга (Варя), «Соловей» Стравинского (Кухарочка), «Аскольдова могила» Верстовского (Надежда), «Фальстаф, или Три шутки» Сальери (Бетти), «Маддалена» Прокофьева (Джемма), «Черевички» Чайковского (Оксана), «Москва, Черемушки» Шостаковича (Люся) и «Ревизор» Дашкевича (Марья Антоновна).

Также в репертуаре певицы – Земфира («Алеко» Рахманинова), Иоланта, Татьяна и Ларина («Иоланта» и «Евгений Онегин» Чайковского), Луиза («Луиза Миллер» Верди) и Недда («Паяцы» Леонкавалло).