O'Hara nació en 1954 y creció en la ciudad de Toronto, Ontario. Además posee ascendencia irlandesa.^[10]​ O'Hara que tiene cinco hermanos mayores y un hermano más pequeño, fueron educados en el catolicismo.^[11]​

O'Hara comenzó su carrera cómica en 1974 como miembro del elenco de The Second City en su ciudad natal, Toronto.^[12]​ Fue suplente de Gilda Radner hasta que Radner se fue a Saturday Night Live. Dos años más tarde, esta compañía de teatro creó el programa de comedia SCTV, en el que O'Hara se convirtió en una actriz recurrente.^[13]​^[14]​

A finales de la década de 1970, puso voz en off para varios dibujos animados, trabajo que continuaría a lo largo de su carrera. Durante un breve período a principios de la década de 1980, cuando SCTV estaba en negociaciones para su renovación, fue contratada para reemplazar a Ann Risley cuando Saturday Night Live estaba siendo reestructurado en 1981. Sin embargo, abandonó el proyecto, eligiendo volver a SCTV cuando la serie de televisión fue renovada por NBC.^[15]​^[16]​

Hizo su debut cinematográfico en la película de 1980, Double Negative. A lo largo de las décadas de 1980 y 1990, O'Hara apareció en muchos papeles secundarios, incluidos After Hours (1985) y Heartburn (1986) de Martin Scorsese, con Meryl Streep. Apareció en películas como Beetlejuice (1988) y A Series of Unfortunate Events (2004) de Lemony Snicket, así como en el éxito de taquilla Solo en casa (1990) y su secuela Solo en casa 2: Perdido en Nueva York (1992). También en 1992, O'Hara trabajó junto a Jeff Daniels en la comedia There Goes the Neighborhood.

De 2015 a 2020, O'Hara coprotagonizó a Moira Rose en la comedia de CBC Schitt's Creek, junto a Eugene Levy, con quien había trabajado previamente en televisión. Su actuación en Schitt's Creek le valió seis premios Canadian Screen Awards a la mejor actriz principal en una serie de comedia. Ella arrasó con los cinco principales premios de televisión para la sexta y última temporada, ganando el premio TCA al logro individual en una comedia, el premio Primetime Emmy a la mejor actriz principal en una serie de comedia, el premio Globo de Oro a la mejor actriz en serie de televisión musical o comedia, el premio de la Crítica Televisiva a la mejor actriz en una serie de comedia y el premio del Sindicato de Actores a la mejor interpretación de una actriz en una serie de comedia.^[17]​

También apareció como la Dra. Georgina Orwell en la primera temporada de la serie dramática de comedia negra de Netflix, A Series of Unfortunate Events, que se estrenó en 2017. Dos de sus episodios fueron dirigidos por su esposo Bo Welch, quién también se desempeñó como diseñador de producción de la serie. Ella fue el único miembro del elenco de la adaptación cinematográfica de 2004 que también fue reelegido en la serie de televisión.^[18]​

Aparece en la reposición de otra comedia canadiense The Kids in the Hall, en su segundo episodio como Charlene.^[19]​ O'Hara retoma su papel de Delia Deetz en la secuela de Beetlejuice Beetlejuice estrenada el 4 de septiembre de 2024.^[20]​

O'Hara ha trabajado como actriz de doblaje en varias películas animadas, incluidas Pesadilla antes de Navidad (1993), Bartok el Magnífico (1999), Chicken Little (2005), Over the Hedge (2006), Monster House (2006), Brother Bear 2 (2006), Frankenweenie (2012), La familia Addams (2019), Extinto (2021), Elemental (2023) y en The Wild Robot (2024).^[21]​^[22]​

Se ha nacionalizado estadounidense y, en el año 1992, se casó con el diseñador de producción/director Bo Welch y tiene dos hijos, Matthew (nacido en 1994) y Luke (nacido en 1997). Hermana de la cantante-compositora Mary Margaret O'Hara, también es una cantante y compositora, habiendo escrito y actuado en las canciones de la película de 2003 A Mighty Wind. Tiene una afección conocida como Dextrocardia con situs inversus.^[23]​

•   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Catherine O'Hara.
• Catherine O'Hara en Internet Movie Database (en inglés).
• Catherine O'Hara en Northernstars.ca