Proveniente da una famiglia italiana di artisti viaggianti (il padre Giuseppe era un noto fisarmonicista, la madre Maria una commediante musicale pluristrumentista e ballerina), muove ancora da bambina i primi passi nello spettacolo insieme ai tre fratelli in teatro.Dopo la guerra, durante la quale la famiglia Valente era stata costretta a spostarsi più volte, torna a Parigi dove comincia a esibirsi in alcuni club come cantante jazz, accompagnandosi con la chitarra che suona ormai da professionista.è in questo periodo che incontra un ancora sconosciuto Gilbert Bécaud, anch'egli desideroso di sfondare come cantante. In seguito, da personaggi entrambi affermati, avranno modo di ritrovarsi più volte per collaborazioni e duetti musicali. Nel 1948 parte per un tour in Scandinavia. Nel 1952 conosce e sposa il giocoliere berlinese Erik Van Aro (nome d'arte di Gerd Eric Horst Scholz), che per diversi anni sarà il suo impresario. Dalla loro unione nasce Eric Van Aro, che da adulto intraprenderà la carriera di cantante.Nel 1953 viene chiamata dal famoso artista Grock a far parte del suo circo mobile. Qui viene notata da Walo Linder, dirigente della Radio Svizzera, che la fa partecipare ad alcune trasmissioni radiofoniche mandate in onda da Zurigo.Il 1953 è anche l'anno del suo primo disco, Istanbul,che la porterà alla seconda edizione del Festival del Jazz di Francoforte e nel 1955 al Salon du Jazz di Parigi, dove si comincia a parlare di lei sulla stampa, come una vera e propria rivelazione.Di qui i primi successi discografici con Malagueña, The breeze and I,  I love Paris di Cole Porter, vende 500 mila copie in Germania.Arrivano poi i primi film musicali, tra cui uno (Casino de Paris, 1957) interpretato al fianco di Vittorio De Sica.Nel 1959 viene a Roma invitata da Mario Riva che la lancia ne Il Musichiere, e i suoi dischi entrano anche nelle classifiche italiane. Tra i suoi maggiori successi Till, un melodico che in seguito diverrà uno standard e Personalità, brano ritmico che viene poi reinterpretato anche da Mina e da Adriano Celentano.Intanto Caterina si fa strada anche negli Stati Uniti dove partecipa a importanti varietà televisivi, come ospite di entertainers del calibro di Perry Como, Dean Martin, Bing Crosby e Danny Kaye.Dal 1959 in poi si fa paladina dei nuovi ritmi provenienti dall'America Latina: dal calypso al samba, dal cha cha cha alla bossa nova, Caterina sarà fra i primi a interpretare in Europa le firme più prestigiose della nuova ondata musicale, a partire dalla famosa colonna sonora di Orfeo negro .Molti sono i programmi televisivi italiani ai quali partecipa, sia come ospite che come conduttrice. Tra questi: Nata per la musica, Bentornata Caterina, Un'ora con Caterina Valente, Studio Uno. In quest'ultimo si lancia in spericolati virtuosismi vocali duettando con Mina e con il Quartetto Cetra. Questi show sono l'occasione per presentare al pubblico italiano altri brani che diventano immediatamente dei successi, quali Ciao, Precipitevolissimevolmente, Stanotte come ogni notte, Nessuno al mondo, Twistin' the twist, quest'ultima eseguita assieme al fratello Silvio Francesco, cantante, attore e pluristrumentista che spesso sarà al suo fianco negli spettacoli.Nel 1961 un suo spettacolo di varietà intitolato Bonsoir Caterina inaugura il neonato secondo canale televisivo della RAI.Lo show televisivo "Caterina from Heidelberg" trasmesso dalla CBS in USA nel 1969 viene visto da più di 50 milioni di spettatori americani.Nel 1971 divorzia da Erik, ma i due restano amici oltre che soci in affari. L'anno successivo Caterina sposa Roy Budd, pianista britannico, dal quale avrà nel 1974 il secondogenito Alexander.Nel 1980 divorzia anche dal secondo marito. Viene nominata ambasciatrice di un'associazione benefica per l'infanzia, e nel 1986 festeggia i suoi 50 anni di carriera con un concerto alla TV tedesca visto da 16 milioni di spettatori della Repubblica federale.Negli anni '90 le apparizioni in pubblico si fanno più rare.Ritiratasi a vita privata, oggi divide la sua vita tra Montagnola, la sua residenza nei pressi di Lugano, e gli Stati Uniti, dove possiede un appartamento.Caterina Valente è nel Novecento il tipico esempio di artista cosmopolita: nata a Parigi da genitori italiani, passaporto tedesco, premi internazionali, pubblico in ogni continente, più di 1500 brani musicali incisi in dodici lingue diverse (per questo entra nel guinness dei primati) di cui almeno sei parlate correntemente, e ben 18 milioni di dischi venduti in ogni parte del globo.