Catherine Lisa Bell wuchs zweisprachig als Tochter eines schottischen Architekten und einer iranischen Krankenschwester in London auf. Als sie drei Jahre alt war, ließen sich ihre Eltern scheiden und sie zog zusammen mit ihrer Mutter nach Los Angeles. Zwar sammelte Catherine Bell schon früh bei Werbedrehs Erfahrung vor der Kamera, doch zunächst wollte sie Ärztin werden und schreibt sich nach ihrem Schulabschluss an der "UCLA" für Medizin ein. Ihre Modelkarriere verlief aber so erfolgreich, dass sie im zweiten Jahr das Studium schmiss und nach Japan ging. Nach vier Monaten merkte Catherine Bell aber, dass das Leben als Model nichts für sie war, so kehrt sie nach Los Angeles zurück. Am "Beverly Hills Playhouse" verfeinerte sie ihre schauspielerischen Kenntnisse, während dieser Zeit arbeitete sie als Masseuse. Es lief nicht so gut und mit Anfang 20 bekam die Schauspielerin aucgh noch Schilddrüsenkrebs, den sie aber besiegen konnte.
Nach kleineren Engagements in Fernsehserien wie "Friends" Mitte der 1990er Jahre bekam Catherine Bell eine Rolle in der Serie "JAG - Im Auftrag der Ehre". Zehn Jahre lang verkörperte die Schauspielerin die Hauptrolle der Sarah "Mac" MacKenzie. Zwei Jahre nach Serienende bekam Catherine Bell eine der Hauptrollen in der Serie "Army Wives".
Das Mitglied von "Scientology" bekam zusammen mit ihrem Mann Mann Adam Beason eine Tochter und einen Sohn. Das Paar gab 2011 allerdings die Trennung nach 19 gemeinsamen Jahren bekannt. Auf ihrem Steckbrief lassen sich Hobbies wie Skifahren, Snowboarden, Motorrad fahren und Kickboxen finden, außerdem werkelte Catherine Bell gerne an Modellautos.