Екатерина Серебрякова родилась в семейном имении в селе Нескучное (Харьковская губерния). В 1918 году её отец был арестован и через год погиб от сыпного тифа. В одиннадцатилетнем возрасте в 1924 году с братом переехала в Париж, где уже жила её мама. Во Франции она вкупе со старшим братом Александром занималась созданием макетов интерьеров. Причём брат определял планы интерьеров, а Екатерина занималась маленькими деталями. Не считая того, она писала акварели пейзажей Франции, Швейцарии, Великобритании, также акварели птиц, цветов и натюрмортов. После погибели мамы она стала основоположником Фонда Зинаиды Серебряковой и его почётным президентом.
Скончалась в Париже, похоронена на российском кладбище в Сент-Женевьев-де-Буа.