Katrina memulai karirnya dengan mengambil peran sebagai Britney dalam serial televisi yang ditayangkan ABC, One Life to Live. Dia juga berperan dalam serial Law and Order, SVU, Ugly Betty dan yang terbaru dalam serial New Girl yang ditayangkan di FOX channel.

Namanya mulai dikenal semenjak ia membintangi serial yang memenangkan Emmy Awards, 30 Rock. Serial yang tayang sejak 11 Oktober 2006 ini bergenre komedi, Katrina mulai tampil secara reguler di serial ini pada tahun 2007.

Pada tahun 2008, Katrina memulai debutnya di layar lebar melalui film SEX DRIVE. Kemudian wajahnya mulai wara-wiri di layar lebar dalam berbagai judul film, salah satunya adalah AMERICAN PIE dan AMERICAN REUNION.

Pada tahun 2011 Katrina terpilih menjadi Sexiest Woman Alive versi majalah Esquire Magazine. Katie menang melalui proses voting yang dilakukan majalah tersebut. Proyek film terbarunya di tahun 2013 adalah NURSE 3D, di mana ia berperan sebagai Danni.