McKinnell est née à Denton, Newcastle upon Tyne, où elle fréquente la Sacred Heart Comprehensive School à Fenham. Elle étudie la politique et l'histoire à l'Université d'Édimbourg[3].
Avant son élection au Parlement, elle travaille comme avocate en droit du travail au sein du cabinet d’avocats Dickinson Dees de Newcastle.
En , lors d'un remaniement ministériel, Catherine McKinnell est nommée shadow ministre de l'Enfance, surveillant Tim Loughton. A ce poste, elle critique le processus d'adoption comme étant trop lent et appelle à des améliorations immédiates pour le soutien aux travailleurs sociaux afin d'accélérer le processus[7]. Elle accuse également le gouvernement de faire trop peu pour aider les enfants pour lesquels l'adoption ne convient pas et après cela, demande une garantie que le gouvernement accordera la priorité pour placer les enfants dans des «foyers heureux[8].
En 2012, après la démission de Peter Hain, elle est mutée au poste de shadow secrétaire au Trésor, en remplacement d'Owen Smith.
Elle soutient une campagne d'ActionAid sur les lois fiscales internationales[9] et dépose des amendements au budget qui auraient obligé le gouvernement à surveiller l'impact sur les pays en développement des modifications apportées à la réglementation dite des sociétés étrangères contrôlées.
En , elle est nommée procureur général du cabinet fantôme par le nouveau chef du Parti travailliste Jeremy Corbyn[10]. Elle démissionne toutefois en , évoquant des querelles internes au sein du parti, des raisons familiales, et sa volonté de s'exprimer davantage au Parlement sur d'autres sujets que ceux dévolus à son portefeuille au sein du cabinet fantôme[11].
Comme la large majorité des députés travaillistes, elle fait campagne en faveur du maintien du Royaume-Uni dans l'Union européenne lors de la campagne en vue du référendum de [12]. Après le référendum, elle soutient la candidature d'Owen Smith pour remplacer Jeremy Corbyn à la direction du Parti travailliste lors de l'élection interne organisée après le vote d'une motion de défiance contre Corbyn par les députés travaillistes[13].