Im Verlauf ihrer Karriere hat sie als Theaterschauspielerin mit bekannten italienischen Regisseuren gearbeitet, wie etwa Giorgio Strehler ("La grande magia" von Eduardo De Filippo und "Come tu mi vuoi" von Luigi Pirandello), Luigi Squarzina ("La vita che ti diedi" von Luigi Pirandello und "La famiglia del Santolo" von Giacinto Gallina) und Mario Missiroli ("Il Vittoriale degli italiani" von Tullio Kezich und "Lulù" von Friedrich Wedekind). In den antiken Theatern Süditaliens hat sie die klassischen Mythen wie "Elettra", "Didone" und "Medea" interpretiert, wie auch als Hauptdarstellerin bedeutende europäische Werke von Henrik Ibsen ("Gespenster"), William Shakespeare ("Macbeth") und Anton Pawlowitsch Tschechow ("Drei Schwestern").
Ihr Kinodebüt gab Caterina Vertova in dem Klassiker "Ginger und Fred" (1985) von Meisterregisseur Federico Fellini. Weiterhin hat sie an Filmen wie "Die Hure des Königs" (1990, Regie: Axel Corti), "Cuore Sacro" (2005, Regie: Ferzan Özpetek) sowie in den Kassenschlagern "Ho voglia di te" (2007) von Regisseur Luis Prieto und "Natale a Miami" (2005) von Neri Parenti mitgewirkt. Darüber hinaus war Caterina Vertova in zahlreichen Fernsehproduktionen zu sehen, man denke nur an ihre Rolle der Daniela an der Seite von August Zirner in der TV-Familienserie "Zwei Männer und die Frauen" (1996), an die Komödie "Liebe und weitere Katastrophen" (1998) oder den Krimi "Fabio Montale - Rache für Leila" (2001).
Weitere Filme mit Caterina Vertova: "Una favola milanese" (1990), "Gefangen im Spinnennetz" (Miniserie), "Camilla" (beide 1992), "Agosto", "Zwei Väter und eine Tochter" (beide 1994), "Wanderjahre", "Il conto Montecristo" (beide 1996), "Racket" (1997), "Il Macellaio", "Incantesimo", "Lui e Lei", "Trenta righe per un delitto" (alle 1998), "Villa Ada", "Commesse", "Incantesimo 2" (alle 1999), "Una donna per amico", "Sospetti", "Per amore per vendetta", "La casa delle beffe" (alle 2000), "Occhi verde veleno" (2001), "Maria, Tochter ihres Sohnes", "Don Matteo" (beide 2002), "Soraya" (2004), "Mio figlio", "Chiamami Salomè", "Ho sposato un calciatore" (beide 2005), "La canarina assassinata", "Zodiaco" (beide 2007).