Nasce da padre gallese e madre irlandese. Ha due fratelli. I nomi Catherine e Zeta derivano da quelli delle due nonne; la nonna Zeta, a sua volta, prese il nome da una barca. Dal 1998 ad oggi, è stata ripetutamente considerata da riviste specializzate una delle donne più belle del mondo.
La sua carriera comincia nell’infanzia. Danza e canta in una compagnia di ispirazione cattolica fino all’età di dieci anni. Nel 1987 interpreta Peggy Saywer in Forty-Second Street. Seguono moltissimi altri musical di successo che la rendono una vera e propria celebrità a Londra. Incide un singolo, For all Time, che riscuote anche un certo successo. È la protagonista della fortunata serie tv inglese Darling Buds of May, ma il suo debutto cinematografico avviene in Francia con Sheherazade del regista francese Philippe de Broca.