Katharina Weissenborn studierte an der Staatlichen Akademie der bildenden Künste Stuttgart. Es folgten freie Trickfilmproduktionen und Auftragsarbeiten für das ZDF (Buch, Regie, Bildanimation). Sie ist Gründungsmitglied des Studio Film Bilder Stuttgart. Für eine Musikfilmproduktion des Schweizer Fernsehens DRS übernahm sie Regiemitarbeit und Kostüme.

Sie erhielt Festivaleinladungen zum Internationalen Trickfilmfestival Stuttgart, Internationalen Filmfestival Mannheim, femme totale Dortmund und Filmfestival Kiew sowie zum Theatertreffen Berlin, International Art Festival Beijing, U.T.E. Festival Turin und zu den Schillertagen Mannheim. Kostümbilder für Oper und Schauspiel gestaltete sie u. a. am Opernhaus Zürich, an der Nationaloper Helsinki, am Thalia Theater Hamburg, Schauspielhaus Bochum, Theater Basel, Theater Oberhausen, Staatstheater Hannover, Schauspiel Bonn, Theater Bremen, Theater Augsburg, Theater Freiburg, Schauspiel Köln, Schauspielhaus Zürich, schauspielfrankfurt, Semperoper Dresden, bei den Internationalen Händel-Festspielen Halle und an der Staatsoper Stuttgart.

Bei TOBS realisierte Katharina Weissenborn in der Saison 2015/16 die Kostüme zu «Owen Wingrave».