Katharina Mommsen, Herman Zimmer ve Anna Zimmer’nın kızı olarak 18 Eylül 1925 tarihinde Berlin’de dünyaya geldi. Katharina, ortaokul ve liseyi 1935-1943 yılları arasında Berlin’de okudu. Daha sonra 1943’ten 1948 yılına kadar Berlin Friedrich Wilhelm Üniversitesi, Freiburg Üniversitesi, Mainz Üniversitesi ve Berlin Wilhelm Humboldt Üniversitesinde tarih, sanat tarihi, felsefe ve filoloji tahsil etti. 1948 yılında felsefe ve klasik Alman edebiyatında doktorasını yapmış Dr. Momme Mommsen ile evlendi ve 1956 yılında Tübingen Üniversitesinde Goethe ve 1001 Gece Masalları başlığıyla doktorasını yaptı. 1962 yılında Berlin Üniversitesi Alman filolojisi bölümüne doçent olarak atandı. 1965-1966 yıllarında Giessen Üniversitesinde, 1966 yılında Buffalo New York Devlet Üniversitesinde, 1966-1967 yıllarında Berlin Teknik Üniversitesinde misafir profesör olarak dersler verdi. 1969 yılında Berlin Üniversitesi’nde, 1970 yılında Carleton Üniversitesi Ottawa / Kanada’da Alman edebiyatı ve filolojisi alanında profesör olarak dersler verdi. 1973 yılında San Diego California Üniversitesi'nde misafir profesör olarak görev yaptı. Nihayet 1974 yılında California Stanford Üniversitesi’ne Alman Edebiyatı bölümüne profesör olarak atandı ve 1992 yılında burada emekli oldu. 1975-1980 yılları arasında Milletlerarası Alman Dili ve Edebiyatı Derneği’nin başkanlığını yaptı. 1978 yılından beri Germanic Studies in America başlıklı dergiyi neşretmektedir. 1980 yılında Amerikan vatandaşı oldu ve eşiyle birlikte 2000 yılında Mommsen Foundation for the Advancement of Goethe Research adlı vakfı kurdu. 1985 yılında I. Sınıf Alman Devlet Madalyası’nı aldı. 1958 yılından beri Die Entstehung von Goethes Werken in Dokumenten (Dokümanlarıyla Goethe’nin Eserlerinin Doğuşu) başlıklı araştırmaları birlikte yaptıkları ve neşrettikleri eşi Momme Mommsen 2001 yılında vefat etti. Çeşitli Goethe dernek ve cemiyetlerinin şeref üyesi olan ve birçok esere ve sayısız makaleye imza atan Katharina Mommsen, hâlen Kalifornia’da yaşamakta ve edebi faaliyetlerine devam etmektedir.