В семье Градовых дочь академика архитектуры и театральной актрисы воспитывалась искусством. Если обычных малышей развлекали погремушками, то маленькую Катю – симфониями великих композиторов. "Узнав, что Бетховен, Моцарт и Чайковский умерли, я твёрдо решила продлить жизнь родителям", – признавалась Градова.

Катя мечтала посвятить себя микробиологии, потом – изучению иностранных языков, но в конце концов поступила в Школу-студию МХАТ.

В спектакле Театра имена Маяковского дебютантку, ещё студентку, увидели главные люди её судьбы: руководитель Театра Сатиры Валентин Плучек, кинорежиссёр Татьяна Лиознова и Андрей Миронов.

Она перешла в Театр Сатиры. Несмотря на предупреждение Плучека держаться подальше от "половых беркутов" (так он называл Ширвиндта, Державина и Миронова), устоять перед обаянием Андрея было невозможно. Через две недели Миронов сделал ей предложение. На белоснежной "Волге", с букетом сирени и корзиной клубники он приехал на съёмочную площадку "Семнадцати мгновений весны" – фильма, в котором снималась Катя. Актриса вспоминала: "Татьяна Лиознова искала клюкву – так ей представлялся образ женственной разведчицы, способной за отечество отдать жизнь, но без советского пафоса. Этой клюквой оказалась я".

После премьеры радистку Кэт узнавали на улице. Она выходила за хлебом и возвращалась через пять часов автограф-сессии в магазине. Письма от зрителей приходили мешками, и предложения от режиссёров сыпались со всех сторон. 

Как-то раз муж отвозил её на съёмки, но, узнав, что в фильме предстоят любовные сцены, развернул машину. "Я женился не на звезде", – отрезал Андрей, мечтавший о жене – хранительнице очага. К тому же родилась дочка Маша. Догнав и перегнав Градову в славе, Миронов умолял её бросить профессию. Ей всё реже предлагали роли, зная ревнивый характер мужа, хотя именно он дал ей повод для развода. Родители Андрея убеждали невестку закрыть глаза на мелкие интрижки. "Мой сын влюбчив, но он не бытовой подонок", – говорила его мама Мария Владимировна. Но Градова не простила, хотя любила и боготворила его всю жизнь. Она считала: "Любовь на человека сходит свыше, и туда же, в небеса, восходит. Закончиться она не может!"

Однажды, уже после развода, Андрей принёс к ней в дом ресторанную табличку с надписью "Просьба место не занимать". Её жизнь и вправду опустела. Когда не стало Андрея Миронова, она не могла больше сниматься и уже никогда не выходила на сцену. В том, что случилось, Градова винила себя.

Она пришла к вере, уехала жить в деревню и создала новую семью. С физиком-ядерщиком Игорем Тимофеевым Градова познакомилась в паломнической поездке, и вскоре после венчания они взяли из приюта годовалого Алёшу. Ему и внуку Андрею Екатерина Градова, когда-то познавшая оглушительную славу, открыла главное, чему её научила жизнь: "В короткой человеческой жизни надо научиться говорить „прости„, и прощать, когда тебе это говорят".