Katharina Deserno erhielt ihre künstlerische Ausbildung in Frankfurt, Paris und Köln. Ihre internationale Konzerttätigkeit ist dokumentiert in Uraufführungen, Tourneen, Einladungen zu Festivals und Masterclasses(Rolandseck-Kammermusikfestival, Euroarts u.a.), Rundfunkübertragungen (WDR, Deutschlandfunk, Radio Clasica, u.a.) sowie CD-Produktionen bei KALEIDOS und WERGO. Rezensionen sprechen von „vollendetem Spiel“ und „technischer Perfektion“ (Rondo-Magazin) und nannten ihre Interpretation der Bach-Suiten I und II „meisterhaft“ (Das Orchester).

2008 begann an der Hochschule für Musik und Tanz Köln eine Violoncelloklasse zu unterrichten, mit zahlreichen Wettbewerbserfolgen ihrer Studierenden. Seit 2015 ist Katharina Deserno Professorin an der Hochschule für Musik und Darstellende Kunst Frankfurt. 2022 hatte sie außerdem eine Vertretungsprofessur an der Hochschule für Musik Mainz inne. Sie ist künstlerische Leiterin von Yehudi Menuhin Live Music NowFrankfurt. Promotion in Musikwissenschaften, Publikationen bei Böhlau, Schott u.a.

Katharina Deserno spielt ein Violoncello von Carlo Antonio Testore aus dem Jahr 1712 aus einer privaten Sammlung.