Народилася Софія Фредеріка Августа Ангальт-Цербстська 21 квітня (2 травня) 1729 в німецькому померанському місті Штеттін (нині Щецин у Польщі). Батько походив із Цербст-дорнбургской лінії Ангальтського дому та перебував на службі у прусського короля, був полковим командиром, комендантом, потім губернатором міста Штеттіна, балотувався в Курляндського герцоги, але невдало, службу закінчив прусським фельдмаршалом.
Мати - з роду Гольштейн-Готторп, доводилася двоюрідною тіткою майбутньому Петру III. Дядько по материнській лінії Адольф-Фрідріх (Адольф Фредрік) з 1751 року було королем Швеції (обраний спадкоємцем в 1743 г.). Родовід матері Катерини II сходить до Крістіану I, королю Данії, Норвегії та Швеції, першому герцогу Шлезвіг-Голштейнскій і засновнику династії Ольденбургів.
Сім'я герцога Цербстского була небагатою, Катерина отримала домашню освіту. Навчалася німецької та французької мов, танців, музики, основ історії, географії, богослов'я. Виховувалася в строгості. Росла допитливою, схильної до рухливих ігор, наполегливою.
У 1744 році російською імператрицею Єлизаветою Петрівною разом з матір'ю була запрошена до Росії для подальшого поєднання шлюбом зі спадкоємцем престолу великим князем Петром Федоровичем, майбутнім імператором Петром III і її троюрідним братом. Відразу після приїзду в Росію стала вивчати російську мову, історію, православ'я, російські традиції, так як прагнула якнайповніше ознайомитися з Росією, яку сприймала як нову батьківщину. Серед її вчителів виділяють відомого проповідника Симона Тодорського (учитель православ'я), автора першої російської граматики Василя Ададурова (вчитель російської мови) і балетмейстера Ланге (учитель танців).
Незабаром вона захворіла на запалення легенів, і стан її було настільки важким, що її мати запропонувала привести лютеранського пастора. Софія, однак, відмовилася і послала за Симоном Тодорський. Ця обставина додала їй популярності при російською дворі. 28 червня (9 липня) 1744 Софія Фредеріка Августа перейшла з лютеранства в православ'я і отримала ім'я Катерини Олексіївни (те ж ім'я та по батькові, що і у матері Єлизавети - Катерини I), а на наступний день була заручена з майбутнім імператором.
21 серпня (1 вересня) 1745 в шістнадцятирічному віці Катерина була повінчана з Петром Федоровичем, якому виповнилося 17 років. Перші роки життя Петро зовсім не цікавився дружиною, і подружніх відносин між ними не існувало.
Катерина продовжує займатися самоосвітою. Вона читає книги з історії, філософії, юриспруденції, твори Вольтера, Монтеск'є, Тацита, Бейля, велику кількість іншої літератури. Основною розвагою для неї стало полювання, верхова їзда, танці та маскаради. Відсутність подружніх відносин з великим князем сприяло появі у Катерини коханців. Тим часом, імператриця Єлизавета висловлювала невдоволення відсутністю дітей у подружжя.
Нарешті, після двох невдалих вагітностей, 20 вересня (1 жовтня) 1754 Катерина народила сина, якого у неї відразу забирають, називають Павлом (майбутній імператор Павло I) і позбавляють можливості виховувати, а дозволяють тільки зрідка бачити. Ряд джерел стверджує, що справжнім батьком Павла був коханець Катерини С. В. Салтиков. Інші - що такі чутки позбавлені підстав, і що Петрові була зроблена операція, устранившая дефект, який робив неможливим зачаття. Питання про батьківство викликав інтерес і у суспільства.
Після народження Павла відносини з Петром і Єлизаветою Петрівною остаточно зіпсувалися. Петро відкрито заводив коханок, втім, не перешкоджаючи робити це і Катерині, у якої в цей період виник зв'язок з Станіславом Понятовським - майбутнім королем Польщі. 9 (20) грудня 1758 Катерина народила дочку Анну, що викликало сильне невдоволення Петра, проізнесшій при звістці про нову вагітність: «Бог знає, звідки моя дружина беременеет- я не знаю напевно, мій чи ця дитина і чи повинен я визнавати його своїм ».
У цей час погіршився стан Єлизавети Петрівни. Все це робило реальною перспективу висилки Катерини з Росії або укладення її в монастир. Ситуацію ускладнювало те, що розкрилася таємне листування Катерини з опальним фельдмаршалом Апраксіну і англійським послом Вільямсом, присвячена політичних питань. Її колишні фаворити були видалені, але почав формуватися коло нових: Григорій Орлов, Дашкова та інші.
Смерть Єлизавети Петрівни (25 грудня 1761 (5 січня 1762)) і сходження на престол Петра Федоровича під ім'ям Петра III ще більше віддалили подружжя. Петро III став відкрито жити з коханкою Єлизаветою Воронцової, поселивши дружину в іншому кінці Зимового палацу. Коли Катерина завагітніла від Орлова це вже не можна було пояснити випадковим зачаттям від чоловіка, так як спілкування подружжя припинилося до того часу зовсім.
Вагітність свою Катерина приховувала, а коли прийшов час народжувати, її відданий камердинер Василь Григорович Шкурін підпалив свій будинок. Любитель подібних видовищ Петро з двором пішли з палацу подивитися на пожежа- в цей час Катерина благополучно народила. Так з'явився на світ божий перший на Русі граф Бобринський - засновник відомого прізвища.
1761 - чоловік Катерини Петро III вступає на російський престол. Відносини між подружжям вже давно залишають бажати кращого, тепер же стають попросту ворожими. Положення Катерини стає загрозливим - її можуть заарештувати, вислати, нарешті, просто усунути фізично. І вона вирішується на державний переворот. Майбутня імператриця ретельно підходить до підготовки змови. У неї безліч прихильників при дворі - це брати Григорій та Олексій Орлови, Н.І. Панін, К.Г. Розумовський, княгиня Катерина Романівна Дашкова та інші.
Петро ж, навпаки, зовсім не користується популярністю у наближених і постійно стає джерелом насмішок. Політика його вважається антинаціональної. Ніч на 28 червня 1762 - Петро III знаходиться в Оранієнбаумі, Катерина ж в очікуванні святкування іменин чоловіка (29 червня) живе в Петергофі. До неї приїжджає Олексій Орлов і повідомляє про арешт одного з їхніх прихильників (Пассека).
28 червня 1762 - рано вранці Катерина таємно прибуває до Петербурга, в Ізмайловський полк. Солдати вже готові до її прибуттю (полк перебуває під командуванням графа К. Розумовського), вони проголошують Катерину Олексіївну імператрицею і присягають їй. Трохи пізніше те ж саме повторюється в Семенівському полку. Потім на чолі обох полків Катерина прибуває в Казанський собор на Невському проспекті, де на молебні її проголошують самодержавної імператрицею. Нарешті вона вирушає в Зимовий палац, де її вже чекають і присягають Сенат і Синод. Тим часом звістка про повалення імператора Петра III і сходження на престол Катерини миттєво розноситься по Петербургу і зустрінута городянами із захопленням.
Весь цей час Петро III неодноразово посилає дружині пропозиції про переговори, але Катерина відкидає їх. Петро намагається бігти в Кронштадт, але там вже знаходиться адмірал Тализін, який готовий «стріляти без попередження». Один з нечисленних прихильників Петра, фельдмаршал Мініх, пропонує поваленому імператору перебратися за кордон і діяти, але Петро не вирішується. Він повертається в Петергоф, де власноруч переписує і підписує акт про зречення від престолу.
22 вересня 1762 - коронація Катерини. Цей же рік - Катерина народжує сина Олексія. Його батько - Орлов. Зі зрозумілих причин хлопчику дали прізвище Бобринський. В цілому політична програма Катерини II грунтується на тому, що Росія - європейська держава, тому тут повинні застосовуватися кращі плоди європейської думки. Імператриця переписується і всіляко сприяє французьким просвітителям. Вона також вводить поняття цивільного права і намагається боротися за звільнення кріпаків.
1767 - в Кремлі починає роботу комісія, спеціально створена для розробки Уложення, тобто нового зводу законів. Всього в комісії увійшло 564 людини. Це були представники всіх вір, племен і прислівників Російської імперії, виключаючи тільки кріпаків і кочові народи. Комісія була приречена через те, що більшість її учасників виявилися переконаними прихильниками кріпосного права. Імператриця ж прагнула перевести Росію на європейські правові підвалини. 17 грудня 1768 - Комісія розпущена. Укладення так і не видано.
1768 - з ініціативи імператриці створена Рада при вищого дворі, на довгі роки стала дорадчим органом при імператриці. 1775 - імператриця видає маніфест про свободу підприємництва. Друга половина 1775 років - Катерина проводить адміністративну реформу, непрямою причиною якої стає Пугачевский бунт. Запроваджено інститут губернаторства, спрощено адміністративний поділ території Російської імперії.
1777 - народжується старший онук Катерини II Олександр (майбутній імператор Олександр I). Всього ж за життя імператриці на світ з'явилося вісім її онуків. 1785 - затверджена «Грамота на права, вольності і переваги благородного дворянства». Грамота стимулювала становлення в Росії західного укладу. Зовнішня політика Катерини II була спрямована на зміцнення престижу Росії на світовій арені. Катерина домоглася свого, і навіть Фрідріх Великий висловлювався про Росію як про «страшний могутність», від якого через півстоліття «буде тремтіти вся Європа». Кордони країни при Катерині були розширені на захід і на південь. В результаті трьох російсько-турецьких воєн Росії відійшли Крим, північні береги Чорного та Азовського морів.
Останні роки життя - імператриця живе турботами про свого онука Олександра, особисто займається його вихованням і освітою і всерйоз замислюється про передачу йому престолу в обхід свого сина. 6 (17) листопада 1796 - Катерина Олексіївна Романова помирає в Царському Селі. Кінець XIX століття - видано зібрання творів Катерини II, що склало 12 об'ємних томів. До них увійшли дитячі повчальні казки, власноруч написані імператрицею, педагогічні повчання, драматичні п'єси, статті, автобіографічні нотатки, переклади і навіть житіє святого Сергія Радонезького.