Родилась в Пало-Альто, Калифорния, позднее с семьёй переехала в Тоусон, Мэриленд. Мать Кэти Хофф, Джинни, в период с 1980 по 1983 гг. была одной из лучших игроков Стэнфорда по баскетболу. Тренер — Пол Йеттер. В 2005 году Кэти Хофф стала спортсменкой года по версии Олимпийского комитета США. Трижды, с 2005 по 2007 гг. была признана лучшей спортсменкой США в плавании. По состоянию на 10 августа 2008 года Кэти Хофф дважды устанавливала мировые рекорды на дистанции 400 м комплекс: на чемпионате мира в Мельбурне 1 апреля 2007 года — на отметке 4:32,89 и 29 июня 2008 года в Омахе — 4:31,12. 29 марта 2007 года на чемпионате мира в Мельбурне в составе команды из четырех спортсменок она установила мировой рекорд в эстафете 4x200 м вольным стилем — 7:50,09. Побеждала на множестве соревнований национального уровня, таких, как Открытый чемпионат США, на чемпионатах стран тихоокеанского региона.
Одной из характерных особенностей Кэти Хофф в плавании комплексом является сильнейшее прохождение третьего отрезка дистанции (брасс). Кэти Хофф участвовала на Олимпиаде в Афинах в двух дисциплинах — 200 м комплекс и 400 м комплекс, являясь самой юной участницей во всей американской делегации. Она выполнила нормативы Олимпийских игр 2008 года и участвовала на следующих дистанциях:
