Sie stammt aus einer bekannten Wiener Schauspieler-Familie und stand bereits im zarten Alter von neun Jahren unter der Regie ihres Vaters Peter in "Rheinpromenade" am Hamburger Thaila-Theater auf der Bühne: Catrin Striebeck. Einen Teil ihrer Jugend verbrachte die Darstellerin in Spanien, doch dann folgte sie endgültig dem Ruf des Theaters, studierte an dem renommierten Max-Reinhardt-Seminar in Wien und war alsbald auf der Bühne zu bewundern. Nach dem Abschluss ihres Schauspielstudiums spielte sie zunächst in Mannheim, wechselte dann aber für zwei Jahre nach Stuttgart, bevor sie 1990 zum Ensemble des Deutschen Schauspielhauses in Hamburg stieß, zu dem sie bis 2001 gehörte. Dort sah man sie unter anderem als Gretchen in Christoph Marthalers Inszenierung "Goethes Faust Wurzel aus 1+2" und in "Woyzeck" unter der Regie von Franz Xaver Kroetz.
Es folgten weitere freie Engagements an renommierten Bühnen, so etwa am Schauspielhaus Bochum und an der Berliner Volksbühne arbeitete sie unter anderem mit René Pollesch zusammen, zu dessen Hauptdarstellerinnen sie seit den zehn TV-Soap-Folgen "24 Stunden sind kein Tag" (2003) zählt. Seit Anfang der Neunzigerjahre war Catrin Striebeck - ihre Schwester Janna und ihre Onkel Jochen sind auch Schauspieler - aber auch immer wieder im Fernsehen und im Kino zu sehen. Nach ihrem TV-Debüt in Lars Beckers Kriminalfilm "Schattenboxer" (1992) an der Seite von Christian Redl und Ralph Herforth sah man sie noch im gleichen Jahr in Uwe Schraders Kino-Milieustudie "Mau Mau". Wieder unter Becker spielte sie in in der Ganovenstory "Bunte Hunde" (1995), bevor sie für Regisseur Bernd Schadewalds Kriminalfilm "Ein großes Ding" (1998) mit Jürgen Vogel vor der Kamera stand.
Ebenfalls 1998 stand ein weiterer Dreh mit Lars Becker auf Catrin Striebecks Terminplan: die Komödie "Das Gelbe vom Ei", in der sie neben Moritz Bleibtreu, Meret Becker und Dietmar Bär zu sehen war. In dem Krimi "Bella Block - Blinde Liebe" (1999) war Hannelore Hoger ihre Filmpartnerin und eine kleine Rolle als Spielhallen-Kassiererin fiel auch in Lars Beckers naächter Regiearbeit, dem Kinofilm "Kanak Attack" (2000), an. Ebenfalls ein Krimi ist Pepe Danquarts "Mörderinnen" (2000), während Edward Berger sie in seiner Kinokomödie "Frau2 sucht HappyEnd" (2000) besetzte. Nach ihrer Rolle in der TV-Romanze "Tigermännchen sucht Tigerweibchen" (2001) und Rollen in diversen Krimireihen wie "Polizeiruf 110" und "Tatort" gehörte sie 2004 zur Besetzung von Fatih Akins gefeiertem und vielfach preisgekrönten Drama "Gegen die Wand". Im Jahr darauf stand Catrin Striebeck in Martin Weinharts Biographie "Schiller" mit Matthias Schweighöfer vor der Kamera.
Klasse war Kaspar Heidelbachts Ehedrama "Die Katze" (2006) und mit der viel zu früh verstorbenen Barbara Rudnik spielte sie in Martin Eiglers Thriller "Solo für Schwarz - Der Tod kommt zurück" und in Johannes Fabricks Sozialdrama "Kuckuckszeit" (beide 2006). Wieder ein Krimi war Jörg Grünlers "Lutter - Um jeden Preis" (2007), der Catrin Striebeck an der Seite von Joachim Król als Essener Ermittler zeigte, gefolgt von Lars Beckers volltrefflicher Komödie "Schade um das schöne Geld" um einen Lottogewinn in einem kleinen Dorf an der Nordseeküste.
Weitere Filme mit Catrin Striebeck: "Mordkommission - Tod eines Biedermanns" (Serie, 1997), "Zwei Asse und ein König" (1999), "Ein Vater zu Weihnachten" (2000), "Die rote Jacke" (Kurzfilm), "Polizeiruf 110 - Vom Himmel gefallen", "ABC des Lebens" (alle 2002), "Unter Verdacht - Das Karussell", "Tatort - Heimspiel" (beide 2004), "Der zweite Blick", "Der Elefant - Mord verjährt nie: Das Geheimnis der 'MS Katharina'", "SOKO Köln - Falsches Spiel", "Wie Licht schmeckt", "Tatort - Atemnot", "Wo bleibst du, Baby?" (alle 2005), "Der Seehund von Sanderoog", "Tatort - Mann über Bord", "Unser Reigen" (alle 2006), "Freie Fahrt ins Glück", "Der letzte Zeuge - Tödliche Lust", "Tatort - Das namenlose Mädchen" (alle 2007), "Tatort - Salzleiche", "Es liegt mir auf der Zunge", "Polizeiruf 110 - Kellers Kind", "Unter Strom" (alle 2008), "Tatort - Architektur eines Todes", "Tatort - Klassentreffen", "Soul Kitchen", "Fasten à la carte" (alle 2009), "Stubbe - Von Fall zu Fall - Kassensturz", "Schenk mir dein Herz" (beide 2010), "Nachtschicht - Reise in den Tod" (2011), "Alles Bestens" (2012), "Ohne Gnade", "Seegrund. Ein Kluftingerkrimi", "Vom Fischer und seiner Frau", "Die schwarzen Brüder" (alle 2013).