Catherine Lecoq après avoir étudié le théâtre à Paris chez Jean Périmony, travaille la danse, le théâtre, le chant avec Michel Fugain pour être comédienne musicale. Lors de cette collaboration, plusieurs spectacles sont présentés ainsi que des enregistrements de disques auxquels elle participe.
De là, un travail de comédienne chanteuse en théâtre, cinéma et télévision s’ensuit pendant quarante ans. Les réalisateurs tels que Nat Lillenstein, Paul Planchon, Marc Angelo, Philippe de Broca, Laurent Carceles, Philippe Carrese, Guy Demoy, Jean Louis Fournier, Jean Daniel Verhaegue, Emmanuel Gust, Olivier Langlois ou Stéphane Kurc, Patrick Volson, Olivier Laubacher, Olivier Langois, Benoit D’aubert, Pierre Joassin, Charlotte Brandström, Sébastien Cirade, Vincent Giovani, Michel Favart, Jérôme Portheau, Emmanuel Rigaud, Nico Copin, Frédéric Berthe, Thierry Benisti et d’autres… plus de soixante-cinq rôles à ce jour.
Au cinéma, elle croise notamment la route de Paul Carpita avec qui elle noue une amitié militante, mais aussi René Allio, Arielle Dombasle, Philippe Béranger, Guy Mouillal, les Inconnus, Marion Laine, Olivier Baroux, Emmanuel Mouret…