Η Κάτια Δανδουλάκη γεννήθηκε στη Θεσσαλονίκη στις 16 Μαΐου 1947. Αποφοίτησε από την Σχολή Θεάτρου Τέχνης του Κάρολου Κουν και το London School of Dramatic Art. Κατά τη διάρκεια της παραμονής της στο Λονδίνο συνεργάστηκε με το BBC σε τηλεταινίες και ραδιοφωνικές παραγωγές. Από το 1996 ήταν παντρεμένη με τον διανοούμενο Μάριο Πλωρίτη ο οποίος απεβίωσε το 2006 και έχει μεταφράσει και προσαρμόσει πολλά θεατρικά έργα στα οποία έχει πρωταγωνιστήσει η ίδια. Έλαβε μέρος σε πολλές δημοφιλείς ταινίες όπως "Παπαφλέσσας" το 1971 με το Δημήτρη Παπαμιχαήλ. Η μεγάλη της επιτυχία όμως, ήρθε το 1977 στην τηλεοπτική σειρά "Οι Πανθέοι", από το ομότιτλο μυθιστόρημα του Τάσου Αθανασιάδη, όπου ερμήνευσε το ρόλο της Μάρμως Πανθέου, μιας νεαρής συζύγου. Προηγουμένως είχε πρωταγωνιστήσει στην τηλεοπτική σειρά "Ο Χριστός ξανασταυρώνεται", βασισμένη στο ομότιτλο βιβλίο που είχε γράψει ο Νίκος Καζαντζάκης. Και οι δύο αυτές σειρές μεταδόθηκαν από την ΕΡΤ. Το 1984 πήρε μέρος στον "Χατζημανουήλ" του Γιάννη Σμαραγδή μαζί με τους Γιάννη Μόρτζο και Δάνη Κατρανίδη. Τη δεκαετία του 1990 ο Νίκος Φώσκολος την επέλεξε ως βασική πρωταγωνίστρια στη νέα τηλεοπτική σειρά που ετοίμαζε, τη "Λάμψη". Ο ρόλος της Βίρνας Δράκου της χάρισε ακόμα μεγαλύτερη επιτυχία. Το 1998 μετά από σχεδόν οχτώ χρόνια συνεργασίας "εγκαταλείπει" τη Λάμψη και αφοσιώνεται στο θέατρο. Το 1999 πρωταγωνίστησε στην τηλεοπτική μεταφορά του βιβλίου του Γιάννη Ξανθούλη "Και ύστερα ήρθαν οι μέλισσες" μαζί με το Γιώργο Βογιατζή για την ΕΤ1 σε σκηνοθεσία του Κώστα Κουτσομύτη. Το 2003 πρωταγωνίστησε και πάλι με τον Γιώργο Βογιατζή στην τηλεοπτική σειρά της Μιρέλλας Παπαοικονόμου "Λένη". Από το 2004 έως το 2007 πρωταγωνίστησε στην καθημερινή σειρά της Έλενας Ακρίτα και του Γιώργου Κυρίτση "Βέρα στο δεξί". Το 2009 πρωταγωνιστεί στην νέα σειρά του MEGA Channel, "Η ζωή της άλλης". Είναι θιασάρχισσα από το 1979. Το 1995 ίδρυσε το δικό της θέατρο, το "Θέατρο Κάτια Δανδουλάκη" στο οποίο ανέβασε πολλές επιτυχημένες παραστάσεις, χαρακτηριστικότερες των οποίων υπήρξαν ο μονόλογος "Τζόρνταν" και το "Master Class" όπου υποδύθηκε τη Μαρία Κάλλας. Το 2007 ανέβασε στο θέατρό της, για 2η χρονιά, το θεατρικό έργο της Άγκαθα Κρίστι, "Μάρτυρας κατηγορίας".