Die in Prag geborene Künstlerin studierte in den 1960er Jahren an der Hochschule für Bildende Künste in Hamburg und an der Kunstakademie Düsseldorf, wo sie 1972 als Meisterschülerin von Joseph Beuys abschloss. Im Anschluss daran folgten Reisen in die USA, nach China und in die Sowjetunion. Die international renommierte Fotografin arbeitet seit 1975 mit großformatiger Fotografie und befasst sich mit Themen wie Politik, deutsche Geschichte, Geschlechteridentität und der Macht des Bildes in der digitalen Zeit. Von 1992 bis 2007 hatte sie eine Professur an der Hochschule der Künste Berlin inne. Sie lebt und arbeitet seit 1964 in Düsseldorf.
Ihre Werke wurden in zahlreichen Gruppen- und Einzelausstellungen gezeigt und sind in namhaften Museen, u.a. dem New Yorker Museum of Modern Art, dem Stedelijk Museum in Amsterdam und der Berliner Nationalgalerie, vertreten. Sie nahm an der documenta und der Biennale in Venedig teil, und 2017 wurde ihr in Berlin der Käthe-Kollwitz-Preis verliehen.
Im Jahre 2019 hatte sie im Schloss Dachau eine große Einzelausstellung, im Jahr 2020/21 im Münchner Lenbachhaus eine Gruppenausstellung mit weiteren Künstlerinnen unter einem Titel, der von Katharina Sieverdings Werkszyklen stammte – „Die Sonne um Mitternacht schauen“. Ebenfalls im Jahr 2021 gab es in den Hamburger Deichtorhallen die Ausstellung „Katharina Sieverding. Fotografien, Projektionen, Installationen 2021-1966“.