Narodila jako anhaltsko-zerbstská princezna Sofie Frederika Augusta 2. května 1729 ve Štětíně. V době jejího dospívání bylo třeba uvažovat o vhodném ženichovi. Sofie, a ještě mnohem více její matka Johanna, byla překvapena, když zpovědník uviděl ruku Sofie a prohlásil, že v rýhách její dlaně vidí tři koruny. Když dospěla do věku čtrnácti let, vybrala ji ruská carevna Alžběta I. Petrovna po domluvě s pruským králem Fridrichem II. za manželku svému synovci a následníku trůnu Petrovi Fedoroviči Holštýnsko-Gottorpskému. Carevič Petr v té době již jednu korunu držel jako finský král a na další dvě, ruskou a švédskou, čekal. Nastávající sňatek pro Sofii a celý její rod znamenal obrovský skok na společenském žebříčku.
V zahraniční politice si carevna vytkla za cíl co nejvíce rozšířit území Ruska. V první rusko-turecké válce v letech 1768 – 1774 dosáhlo Rusko velká vítězství. „Kdo, když ne já, mohl splnit sen Petra Velikého o anexi Krymu, o zajištění přístupu k Černému moři a k Dardanelám, sen o dobytí svatého města Konstantinopole, kolébky pravoslavné církve, a v neposlední řadě sen o zničení moci Turků.“
Její svatba, další dynastický úkol, se konala 21. srpna 1745 a. Obřad, který trval celé hodiny, byl velmi únavný. Novomanžel se na lůžko dostavil se značným zpožděním, notně opilý a ihned usnul. I později se místo manželských povinností raději věnoval hře se svými figurkami vojáčků a vůbec se projevoval značně dětinsky, snad až slabomyslně. Intimní život panovnického páru stejně jako dějiny Ruska by se zřejmě odvíjely úplně jinak, kdyby carevič netrpěl fimózou (zúžením předkožky), která mu znemožňovala pohlavní styk. Je s podivem, že lékaři tuto v podstatě banální záležitost řešili až osm let po svatbě, zatímco Kateřina se uchylovala k autoerotice, při níž prý byla poměrně vynalézavá a používala i různé pomůcky. Když si uvědomila, že nezájem careviče o intimní sblížení může přetrvat i po operaci, odhodlala se v té době k první sexuální zkušenosti, a to s knížetem Sergejem Vasiljevičem Saltykovem (1726 – 1765). Došlo k tomu údajně za velmi romantických okolností – během bouřlivé noci na jednom baltském ostrůvku. Krátce poté Kateřina poprvé otěhotněla, ale teprve z třetího těhotenství vzešel syn Pavel (na jeho otcovství byli hned tři kandidáti).
Rozptýlení – a možná také pochopení – Kateřina zároveň hledala a nacházela u své nejlepší přítelkyně, kněžny Jekatěriny Romanovny Daškovové (1743 – 1810). Zda mezi nimi došlo až k intimnímu sblížení, zůstává tajemstvím. Jejich vztah byl však natolik blízký, že se kněžně časem začalo přezdívat Kateřina Malá.
K zásadní změně ve svém životě byla Kateřina donucena, když 5. ledna 1762 zemřela carevna Alžběta a její synovec se konečně stal carem Petrem III. Mezi manžely v té době již panovaly takové neshody, že Petr chtěl Kateřinu nechat zavřít do kláštera a vzít si za ženu svou milenku Alžbětou Voroncovou. To Kateřina nemohla připustit a zosnovala státní převrat. V noci z 8. na 9. července 1762 se skupinou gardových důstojníků v čele s bratry Orlovovými a v doprovodu kněžny Daškovové odjela ze svého letního sídla do Petrohradu. Působivou řečí tam získala na svou stranu vojsko a hned ráno byla v kazaňské katedrále prohlášena za „Její Veličenstvo Kateřinu II. Záhy poté, již 17. července, Petr za nevysvětlených okolností zemřel na carském loveckém zámečku Ropši, kde byl po převratu internován. Podle jedné verze v důsledku divoké pitky a/nebo hádky se svými vězniteli, podle jiné ho jeho strážci, carští důstojníci zardousili, možná dokonce přímo na Kateřinin rozkaz. Jako oficiální příčinu smrti carevna uvedla náhlé krvácení z hemoroidů, které lékaři nedokázali zastavit.
Dřívější milenecký poměr mezi ní a knížetem Grigorijem Grigorejivičem Orlovem (1734 – 1783) se nyní stal veřejným tajemstvím. Po následujících deset let Orlov fakticky vystupoval jako Kateřinin spoluvládce a z jejich vztahu vzešli tři synové. Carevna knížete zahrnovala všemožnou přízní, dokonce mu nechala postavit i palác a zřídila pro něj i zvláštní funkci generálního pobočníka s více než velkorysým platem 10 000 rublů měsíčně… Roku 1772 ho Kateřina po celkem čtrnácti společných letech zapudila ze své blízkosti, protože kníže svedl svoji třináctiletou neteř.
Netrvalo dlouho a carevniným novým generálním pobočníkem se stal další důstojník, Alexej Vasilčikov. Setrval v této funkci ale jen do té doby, než o toto místo roku 1774 sebevědomě požádal Grigorij Potěmkin (1739 – 1791) – a dostal je. Carevnu o deset let mladší dosud nevýznamný šlechtic okouzlil především svým duchem, chytrostí a úžasnými plány. Po fyzické stránce mu toho mnoho chybělo, především pak jedno oko, o které přišel buď v souboji anebo v důsledku špatně léčené oční choroby. V carevniných očích mu neuškodily ani křivé nožky, obtloustlá postava a přezdívka „princ-burlak“. Hlavně, že konečně měla s kým snovat a realizovat své státotvorné plány. A Potěmkin kupodivu dokázal uspokojit i její fyzické potřeby, byť zprostředkovaně. Jednoduše ji přivedl na myšlenku, že milence může používat a střídat stejně jako své ostatní služebnictvo. Řadu z nich jí také osobně vybral a doporučil a dokonce vypracoval celý systém dvoukolového „přijímacího řízení“. Kandidáta nejprve prohlédl lékař, aby prověřil, jestli dotyčný netrpí nějakou pohlavní chorobou, a potom musel uchazeč na důkaz svých schopností vykonat pohlavní styk s vybranou dvorní dámou. Potěmkin zůstal carevniným přítelem a rádcem až do svého náhlého úmrtí roku 1791, kdy zemřel na cestách, zřejmě na perforaci žlučníku.

Ruský vynálezce Kulibin, nedoceněný génius. Sestrojil cokoliv, mechanického slona i šlapací tříkolku
Zřejmě právě v tomto období mají své kořeny různé historky o carevnině sexuální náruživosti a neutuchajícím apetytu. Patří mezi ně zřejmě i ta o intimním styku se zajatým vůdcem selského povstání, kozákem Jemeljanem Pugačovem (cca 1742 – 1775), kterého pak carevna nechala stejně popravit.
Kateřině bylo v té době již 62 let a jejím posledním generálním pobočníkem, více než dvacátým v řadě, byl již dva roky tehdy o 38 let mladší, pohledný, avšak nevzdělaný poručík carské gardy Platon Zubov (1767 – 1822), kterého si carevna sama vybrala. Zubov se sice po celou dobu snažil Potěmkina odstavit, ale marně. Až po jeho smrti se Zubovovi podařilo stát se carevniným neoficiálním spoluvládcem a v tomto postavení, z nějž bezohledně a bez skrupulí kořistil, setrval po celých pět let, až do carevniny smrti 17. listopadu 1796. Došlo k ní nejspíše v důsledku mozkové mrtvice, ovšem lidová slovesnost k ní neváhala připojit peprnou historku. Sedmašedesátiletá carevna podle ní měla skonat po souloži s koněm.
Nakonec na Kateřinu nenahlíží jednoznačně ani její současníci, ani dějiny. Podle jejích stavebních počinů se jí říkalo Semiramis severu a podle římské bohyně moudrosti Ruská Minerva. Voltaire, s nímž si dopisovala, v ní viděl dobrodějku lidstva, naopak Puškin, který se narodil až tři roky po její smrti, pro ni neměl lepší označení než „kurtizána na ruském trůně“. Carská rodina samotná ji potom považovala za „temnou ženu, která pošpinila dynastii“. Co když ji však svým sice cizoložným, avšak pragmatickým přístupem ke zplození dědice v době, kdy analýza DNA byla věcí zcela neznámou, naopak zachránila?