Aunque Catherine es natal de Texas estudió arte en México y además se licenció en arquitectura en la Universidad de Texas en Austin.

Este título le sirvió para diseñar un complejo de chalets adosados alrededor de un lago con cascadas, piscinas y esculturas para los residentes.

Tiempo después entró en la UCLA's Film School, donde tras varios cursos logró terminar su primer cortometraje de animación.

Éste fue el primero de muchos otros y además ha diseñado la producción de más de 20 largometrajes, entres los que se incluyen: Tres reyes de Russell, Vanilla sky de Crowe o Conspiración en la red, o Mad city de Costa Gavras.

Su salto a la fama le vino dado con la dirección de su primer largometraje Thirteen, con el que ganó el premio Director's Award en el Festival de Cine Sundance de 2003.

Esta cinta continuó ganando premios y apareció en el número treinta y nueva de las listas de los mejores de la crítica de 2004, incluyendo al Washington Post y el New York Times.

Tras su su ópera prima como directora, en 2005 dirigió Los amos de Dogtown.

Pero su mayor éxito y el que más repercusión mediática ha logrado ha sido Crepúsculo la adaptación de la novel a de Stephanie Meyer, que le da una nueva visión a la vida de unos vampiros adolescentes y se centra en la historia de amor que viven uno de ellos con una chica mortal.

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