Η Δρ. Αικατερίνη Πετροπούλου αποφοίτησε το 2008 από την Οδοντιατρική Σχολή του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. Μετά από επιτυχείς εξετάσεις, έγινε δεκτή στο τριετές Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Προσθετικής του ίδιου Πανεπιστημίου, όπου απέκτησε το Μεταπτυχιακό Δίπλωμα Κλινικής Ειδίκευσης στην Προσθετική (MSc). Κατά τη διάρκεια των σπουδών της εργάστηκε παράλληλα σε ιδιωτικό προσθετολογικό ιατρείο στην Αθήνα.
Από τον Σεπτέμβριο του 2011 έως τον Σεπτέμβριο του 2013 υπηρέτησε ως Επιστημονική Συνεργάτις στο Τμήμα Επανορθωτικής Οδοντιατρικής και Περιοδοντολογίας της Οδοντιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου του Φράιμπουργκ (Γερμανία), όπου ολοκλήρωσε και τη διδακτορική της διατριβή (Dr. med. dent.), την οποία έλαβε τον Αύγουστο του 2013. Από τον Ιανουάριο του 2013 δραστηριοποιείται κλινικά αποκλειστικά στον τομέα της Προσθετικής Οδοντιατρικής.
Από τον Σεπτέμβριο του 2013 έως το 2023 διετέλεσε Επιστημονική Συνεργάτις της Οδοντιατρικής Σχολής του ΕΚΠΑ, συμβάλλοντας στην κλινική εκπαίδευση προπτυχιακών και μεταπτυχιακών φοιτητών στον τομέα της Προσθετικής. Τον Ιούλιο του 2023 εξελέγη Επίκουρη Καθηγήτρια στον Τομέα Προσθετολογίας της Οδοντιατρικής Σχολής του ΕΚΠΑ, με γνωστικό αντικείμενο την «Ακίνητη Προσθετική». Παράλληλα, ασχολείται ενεργά με την έρευνα στον τομέα των οδοντιατρικών υλικών.
Το 2016 έλαβε τον τίτλο αναγνώρισης «Ειδικού Προσθετολόγου» από την Ευρωπαϊκή Προσθετική Εταιρεία.