Catarina Madeira iniciou os seus estudos de piano no Conservatório de Música de Coimbra aos oito anos. Dois anos mais tarde ingressou na Academia de Música de Almada, onde terá estudado com o Professor Ricardo Sá Leão e concluído o Curso Secundário de Música. Durante os anos de licenciatura, estudou na Universidade de Évora com a Professora Ana Telles e na Hochschule für Musik Karlsruhe, na Alemanha, com o Professor Michael Uhde. No momento é aluna na Academia Internacional de Música “Aquiles Delle Vigne”, onde estuda com o Professor Manuel Araújo.
Trabalhou em Masterclasses com Kyoko Hashimoto, Sara Davis Buechner, Aquiles Delle Vigne, Fausto Neves, Shao Ling, Marius Bartoccini, Anna Kijannowska, Patrizia Giliberti, entre outros.
Apresenta-se regularmente em público e participou em festivais de piano como o PianoPorto 2017, III Encontro Internacional de Piano Contemporâneo 2018, FIMUCA 2020, no Encontro Internacional de Piano de Sardoal e nas “Janelas Abertas” da Associação António Fragoso. Em 2021 apresentar-se-á com a Orquestra Clássica de Coimbra, no Convento São Francisco.