Η ψυχίατρος Κατερίνα Βελέντζα γεννήθηκε και μεγάλωσε στην Αθήνα.
Αποφοίτησε από το ιδιωτικό εκπαιδευτήριο “Η Ελληνική Παιδεία” το 1988 και κατά το ίδιο έτος εισήχθη κατόπιν Πανελληνίων εξετάσεων στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Αθηνών, από όπου αποφοίτησε το 1995 με βαθμό Λίαν Καλώς.
Από το 1995 έως το 1996 υπηρέτησε ως αγροτικός ιατρός στο Κέντρο Υγείας Γυθείου Λακωνίας και ολοκληρώνοντας την υποχρεωτική υπηρεσία υπαίθρου ξεκίνησε την ειδίκευση της στην Ψυχιατρική.
Κατά το έτος 1997 υπηρέτησε επί εξάμηνο στην Παθολογική κλινική και στη συνέχεια το 1998 επί έτος στη Νευρολογική κλινική του ΨΝΑ Δαφνί.
Από το 1999 έως το 2002 ειδικεύτηκε στην ψυχιατρική στο Νοσοκομείο Ευαγγελισμός. Κατά το χρονικό διάστημα αυτό εκπαιδεύτηκε διαδοχικά στην κλινική, τη διασυνδετική υπηρεσία και τα εξωτερικά ιατρεία του ψυχιατρικού τμήματος του νοσοκομείου και επιπρόσθετα εκπαιδεύτηκε επί τρίμηνο στην παιδοψυχιατρική στο Κέντρο Ψυχικής Υγιεινής Παγκρατίου
Παράλληλα με τη ειδίκευση στην ψυχιατρική παρακολούθησε κατά τα έτη 2000-2001 κύκλο σεμιναρίων με τίτλο «Βασική εκπαίδευση στη γνωσιακή ψυχοθεραπεία» στο Αιγινήτειο Νοσοκομείο-Φορέας ΕΠΙΨΥ
Μετά την απόκτηση του τίτλου ειδικότητας ξεκίνησε τη λειτουργία του ιδιωτικού της ιατρείου το οποίο λειτουργεί από το 2003 μέχρι και σήμερα. Παράλληλα εργάσθηκε ως ψυχίατρος-υπεύθυνη τμήματος στην ιδιωτική κλινική “Γαλήνη” κατά τα έτη 2003-2004, ως ιατρός-θεραπευτής στον ΟΑΕΕ από το 2004-2011 και ως συμβεβλημένη ψυχίατρος στο ΕΤΑΑ.
Είναι μέλος του Ιατρικού Συλλόγου Αθηνών και τακτικό μέλος της Ελληνικής Ψυχιατρικής Εταιρείας (Ε.Ψ.Ε)