Актриса и телеведущая Екатерина Варнава родилась 9 декабря 1984 года в Москве в семье военного. По отцовской линии имеет казахские корни, предки по материнской линии – русские. До семи лет вместе с родителями и двумя старшими братьями жила в Германии, где служил ее отец. Екатерина с детства занималась танцами, но из-за травмы позвоночника о танцевальной карьере пришлось забыть. После окончания школы она поступила в МИСиС и получила специальность юриста.
Во время учебы в вузе Варнава начала играть в КВН. В 2008 году она попала в только что запущенное юмористическое шоу Comedy Woman – ставила танцевальные номера и сама выступала на сцене.
За годы телевизионной карьеры Варнава вела шоу «Кто сверху?» на украинском «Новом канале», «Бой с герлс» на «Пятнице!», «Секрет» на ТНТ.
В 2020 году Варнава дебютировала в качестве драматической театральной актрисы. Она сыграла в спектакле «Бульба.Пир» Театра на Малой Бронной, который поставил режиссер Александр Молочников. В том же году Варнава и Молочников стали встречаться, а в начале 2022-го поженились. Однако брак продлился недолго – уже летом того же года они разошлись. Молочников уехал учиться в США, а Варнава осталась в России. Поклонники заметили, что она сильно похудела, начали ходить слухи о болезни актрисы, однако сама она их не подтверждала.
Среди других расхожих домыслов о Варнаве – ее родственная связь с танцовщиком и хореографом Владимиром Варнавой. Однако они не более чем просто однофамильцы.