Завършва режисура за куклен театър в класа на Юлия Огнянова в НАТФИЗ „Кръстьо Сарафов“ през 1989г.
Автор на редица спектакли за възрастни и деца в Германия и България.
Най-известни от тях са: „Ние, врабчетата“ (игран на 6 езика на различни световни форуми и сцени), „История за чайка и банда котараци“, „Макс и Мориц“, „Приказки на един дъх“ и др. (за деца), както и „Легенда за Сибин“, „Бомбето“, „Кино, кино“, „Укротяване на опърничавата“, „Клаустрофобия“, „В кулисите на душата“, „Цар Шушумига“, „Автобиография“ и др. (за възрастни).
Спектаклите й са показвани в Русия, САЩ, Словения, Испания, Великобритания, Германия, Гърция, Мексико и Норвегия. Режисьор е на няколко куклено-анимационни филма, участвали на много филмови фестивали по света – „Игри“, „Трутина“, „Fantasy concerto“.
През 2007 г. Катя Петрова заснема и документалния филм „Приказка без край“ (БНТ), представящ историята на Столичния куклен театър и посветен на неговата 60 годишнина. Като режисьор е привлечена от изследването на куклата като знак и анимацията на предмета.
