Elle commence comme interprète dans la Cie Sutki de Turin, sous la direction de Anna Sagna. En 1980, elle rejoint la compagnie de Carolyn Carlson au Théâtre La Fenice de Venise et elle participe à plusieurs créations de Jorma Uotinen.

En 1987, elle fonde la Compagnie Nadir et s’engage alors dans un cycle qui durera dix années, de pièces trouvant leurs origines dans les livres comme Les Bonnes de Jean Genet pour la pièce Lemercier en 1988, La Voix humaine de Jean Cocteau (1989), Lenz de Georg Bü chner (1990), le Journal intime de Franz Kafka pour la pièce Quaderni in ottavo (1991), Les Elégies de Duino de Rainer Maria Rilke pour Le passé est encore à venir (1993), ou encore les Ecrits de Paul Valéry pour La migration des sens (1995). La seule exception de cette période est Isoi (1994), spectacle sur la similitude réalisé avec sa soeur Carlotta Sagna. Cette première phase, caractérisée par une introspection du regard, se conclut en 1999 avec une trilogie composée par les solos Cassandra (sur le texte de Christa Wolf) et Esercizi Spirituali (d’après Ignazio de Loyola, interprété par la chorégraphe), et le duo La Testimone, créé avec sa soeur Carlotta Sagna sur des textes originaux de Lluïsa Cunillé.

En 2000, Caterina Sagna fonde en Italie l’Associazione Compagnia Caterina Sagna. Commence alors une autre période avec la création de la pièce La Signora (2000), qui fait apparaître un visage inédit de la chorégraphe, celui de l’humour et de l’ironie. Suit la pièce Transgedy (2001) - solo pour Alessandro Bernardeschi créé au Festival d’Avignon pour le Vif du Sujet - et dans la même année commence la collaboration avec Roberto Fratini Serafide qui signera la dramaturgie et les textes de ses pièces depuis Sorelline (d’après Les Quatre filles du docteur March de Luisa May Alcott), Relation Publique (2002), collaboration entre Caterina et Carlotta Sagna, et Heil Tanz! (2004).

En juin 2002, Caterina Sagna a reçu le prix SACD “Nouveau Talent Chorégraphique”. En 2005, elle décide de baser sa compagnie à Rennes (France), où la pièce Basso Ostinato est créée le 7 novembre 2006, dans le cadre du festival Mettre en scène du TNB (Théâtre National de Bretagne), et reçoit le “Grand Prix du Syndicat de la Critique” pour la saison 2006-2007.

En juin 2008 elle crée la première fouille de la pièce P.O.M.P.E.I. à Naples dans le cadre du Napoli Teatro Festival Italia, avant de présenter la deuxième fouille en novembre au Théâtre Garonne à Toulouse.

En janvier 2010, elle part au Vénézuela afin de transmettre la pièce La Signora à trois interprètes du Rio Teatro Caribe de Caracas. Invitée par le CCN de Roubaix, Caterina Sagna participe, aux côtés de Malou Airaudo et de Carolyn Carlson, au programme de Present memory, présenté en février 2010 au CCN de Roubaix.