Nacida en Santander y criada en Barcelona,^[1]​ se diplomó en el Colegio de Teatro de Barcelona 2004-2008. Ha trabajado en la serie de televisión Aída y en varias producciones para TV3, como El cor de la ciutat y El club de la calceta.

En 2013 trabajó en la serie Cuéntame como pasó interpretando el papel de Lola, la prima inglesa de Carlitos (Ricardo Gómez). En 2016 se incorpora a Amar es para siempre interpretando el papel de una joven americana que vive en la Plaza de los frutos.^[2]​

Tiene un hijo, nacido en 2020.

• Aída (Tele5)
• La riera (TV3)
• Divines (TV3; dirección: Pol Mainat; producción: Gestmusic)
• El Club de la Calceta (Tele-Movie; dirección: Antón Dobao; producción: Diagonal TV y Ficción)
• El Cor de la Ciutat (TV3, sexta temporada; dirección: Esteve Rovira; producción: TV3)
• Un Forat a la Butxaca (presentadora para el K3)
• Mobbing (Tele-Movie; dirección: Sonia Sánchez; producción: Pausoka y PCM)
• Cuéntame cómo pasó, como Lola Miravete (2013)
• Amar es para siempre, como Fiona Andersson (2016-2017)
• La que se avecina, como Olivia (2022)
• 4 estrellas, como Lorena (2023)

• Animals, largometraje (dirección: Marçal Forés; producción: Escándalo Films)
• Es quan dormo, largometraje (dirección: Marcel Juan y Sergi Silvestre; producción: Lantana Films)
• La estación del olvido, largometraje (dirección: Christian Molina y Sandra Serna; producción: Canónigo Films y TVC)
• Si te quieres venir, cortometraje (dirección: Belén Funés; producción: Escándalo Films)
• Última sesión, largometraje (dirección: Francesc Paez; producción: Activa films)
• Comunicació, cortometraje (dirección: Sergi Portabella; producción: Bipolar)
• Eskalofrío, largometraje (dirección: Isidro Ortiz; producción: Fausto 5.0)
• Mónica, cortometraje (dirección: David Victori; producción: Zoopa)

• Las niñas no deberían jugar al fútbol (dirección: Marta Buchaca; Teatros del Canal)
• Iaia! (dirección: Roger Peña; Teatro Goya)
• Orquesta Club Virginia (dirección: Manolo Iborra; Matadero)
• Volveremos a hablar esta noche (dirección: Jaime Palacios; sala grande del Microteatro)
• Cernuda, recital de poesía (dirección: Meritxell Yanes; Teatre la Mercè)
• Spoon River Anthology (dirección: Rosa Vilanova; sala La Planeta)
• Taula de tres, lectura dramatizada (dirección: Albert Prat; Nau Ivanov)
• Les coses de la forma, assaig obert (dirección: Alex de Capo; Teatre Lliure)
• Inocència (dirección: Thomas Sauerteig; Mostra del CTB)
• Agítame, please, tesina (dirección: Margalida Riera; Teatre Estudi, Institut del Teatre)
• Dramatúrgia al país de les meravelles, lectura dramatizada (dirección: Francesc Cerro; Les golfes de can Fabra)
• Iaia (dirección: Roger Peña; con Montserrat Carulla y Aleix Peña Miralles)
• Sueño de una noche de verano, con Carmen Conesa (dirección: Darío Facal)

• 2016: Llámame rara (Publicado el 6 de octubre de 2016)

• 2019: Lea y los pájaros (Publicado el 23 de marzo de 2019)
• 2021: Cacahuete y Medio (Publicado el 18 de enero de 2021)
• 2021: Nicoleta y el misterio del colmillo (Publicado el 1 de octubre de 2021) dibujo de Rut Pedreño
• 2022: Siempre Contigo (Publicado el 16 de febrero de 2022)
• 2023: Ollie y Flip (Publicado en enero de 2023)
• 2023: La isla de Oko: Sonríe (Publicado en noviembre de 2023) dibujo de Rut Pedreño

• Katia Klein en Internet Movie Database (en inglés).
• Sitio oficial de Katia Klein.