Екатерина Георгиевна Градова родилась 6 октября 1946 года в Москве в семье известного архитектора, профессора, член-корреспондента Академии архитектуры и альпиниста Георгия Александровича Градова (1911-1984).

Мать - актриса Театра им. Гоголя Раиса Ивановна Градова (1923-2011), за 7 лет до своей смерти приняла постриг и стала матушкой Даниилой.
Актриса рассказывала: "Мои родители были великими тружениками. Отец – член-корреспондент Академии архитектуры. Доктор наук, профессор, он возглавлял крупный НИИ, написал огромный труд по теории архитектуры. Папа прошел всю войну гвардии майором, руководил полком саперов, совершил не один подвиг, сохранив всех до одного бойцов. Мама была драматической актрисой. Все детство по ночам, когда мы с моей няней спали, два огонька светились в нашей квартире – один у отца в кабинете, он писал, а другой – у мамы, она читала, или шила, или вязала.
Воспитывали меня очень строго. Папа не любил дамских капризов. Я трудилась весь день, с 4-х лет – немецкий язык, с 7-ми лет – еще английский язык, фортепиано и уроки рисунка. Самым любимым моим занятием было дирижирование. С 5-ти лет я вставала в папино красное деревянное кресло и дирижировала часами, обливаясь слезами. Это была музыка Бетховена, Моцарта, Чайковского и др. Дирижерскую палочку мне заменяла папина колонковая кисть. Я очень любила музыку, рассказывала содержание каждой услышанной симфонии или концерта, как я это понимала. Писала и читала очень рано, подражая отцу, с утра составляла списки день на день, и, неукоснительно выполняя их, с особенным удовольствием вычеркивая из моего ежедневника сделанное. Эта привычка по сей день держит меня в ощущении четко выстроенного дня и всех моих обязанностей, а не только прав".
Училась в Московском институте иностранных языков, Школе-студии МХАТ, руководитель курса Василий Петрович Марков. Самое первое зрительское признание пришло к актрисе Екатерине Градовой в 1969 году, когда, будучи студенткой 4-го курса Школы-студии МХАТ, она сыграла главную роль А. Н. Негиной в спектакле «Таланты и поклонники» Московского академического театра им. Маяковского.
Затем служила в Московском академическом театре Сатиры, в котором была задействована в спектаклях:
1970 - «У времени в плену» - Жена Всеволода;
1970 - «Интервенция» - Жанна Барбье;
1971 - «Балаганчик дона Кристобаля» - Росита;
1972 - «Таблетку под язык» - Светлана;
1973 - «Чудак-человек» - Мария;
1973 - «Маленькие комедии большого дома» - Она;
1973 - «Пеппи Длинныйчулок» - Фрёкен Розенблюм;
1974 - «Клоп» - Корреспондент;
1974 - «Нам - 50!»;
1974 - «Пощёчина» - Соня Захарова;
1975 - «Пена» - Викторина;
1975 - «Ремонт» - Залесская;
1978 - «Таблетку под язык» - Светлана;
1979 - «Феномены» - Ларичева;
1980 - «Гнездо глухаря» - Искра;
1980 - «Чудак» - Нихаль;
1981 - «Бешеные деньги» - Лидия Чебоксарова;
1987 - «Последние» - госпожа Соколова.
Широкая известность к актрисе пришла в 1973 году после выхода на экраны знаменитого телефильма «Семнадцать мгновений весны», в котором она сыграла роль радистки Кэт.
В 1979-м на экраны вышел еще один фильм, в котором она исполнила запоминающуюся роль - сериал «Место встречи изменить нельзя» (Светлана Петровна Волокушина, подельница Ручечника).
28 июня 1982 года была награждена Орденом Дружбы народов за заслуги в производстве советских телевизионных фильмов и активное участие в создании фильма «Семнадцать мгновений весны».
В 1990-х актриса практически исчезла с экранов.
Жизнь Екатерины Градовой круто изменила серьезная болезнь: в возрасте 38 лет она ни с того ни с сего вдруг начала угасать. Врачи разводили руками не в силах поставить диагноз.
"Когда внуку Андрюше исполнился месяц, я ушла из театра. До 38 лет Господь терпеливо ждал меня. Когда я по-настоящему уверовала, уже не могла вести привычный образ жизни. Был период, когда я сильно болела, года два практически не выходила из дома, вес дошел килограммов до 45. Однажды в больнице случайно услышала, как врач сказал моей близкой подруге: «Забирайте ее, пусть хоть последний Новый год дома встретит». Вот тогда я обратилась к Богу, и болезнь отступила", - рассказывала актриса.
Выздоровев, Градова решила посвятить жизнь религии и служению людям. В театр она не вернулась, создала благотворительный фонд «Обретение» и стала помогать сиротам и одиноким старикам. Окончив курс в Свято-Тихоновском богословском институте, бывшая звезда кино начала преподавать в гимназии основы духовной нравственности и «Живое Слово» - изучение словесности на основе Библии.
"В духовной жизни мы - как на войне: тебя ранили - ты упал; если понял, что жив, вставай или ползи туда, где перевяжут рану и вылечат, и опять в бой, не залёживайся. А перевязать и вылечить могут только в храме, конечно, при чистосердечии твоём", - говорит актриса.
Екатерина Градова скоропостижно скончалась 22 февраля 2021 года в Москве. Похоронена на Троекуровском кладбище.