János Zsigmond brandenburgi választófejedelem és Anna porosz hercegnő negyedik gyermeke kálvinista hitben nőtt fel, kiváló nevelést kapott. A szép és művelt lány kezéért többen is versengtek, s végül az 1613-ban Erdély trónjára került Bethlen Gáborral jegyezték el, aki első hitvese, Károlyi Zsuzsanna halála után befolyásos európai protestáns családból akart feleséget választani.
Az 1526-os mohácsi vész utáni évtizedekben a Magyar Királyság három részre szakadt. Nagyobb része a Habsburg, illetve az Oszmán Birodalom fennhatósága alá került, keleti részén pedig 1570-ben létrejött az Erdélyi Fejedelemség, amely hivatalosan a török Porta vazallusa volt, de az önálló államiság őrzőjeként tekintettek rá. Az erdélyi elit belátva, hogy a török kiűzésére nem képes, a két nagyhatalom közötti egyensúlyozással, egy európai protestáns szövetség részeként törekedett mozgásterének megőrzésére. Bethlen Gábor a harmincéves háború (1618–1648) kezdetén meglepetésszerű hadjáratot indított a Habsburgok ellen, és egészen Bécsig jutott – 1620-ban magyar királlyá is megválasztották, de nem koronáztatta meg magát.
Bethlen és Brandenburgi Katalin esküvőjét 1626. március 1-jén tartották Kassán. A politikai célból kötött házasság boldogtalannak bizonyult: a menyasszony és a vőlegény, akik között 26 év korkülönbség volt, az oltár előtt találkoztak először (a frigy megkötését Bethlen hű embere, a későbbi I. Rákóczi György erdélyi fejedelem intézte), és érintkezni is csak körülményesen tudtak, mert Bethlen nem beszélt sem franciául, sem németül, Katalin pedig magyarul. A hercegnő nem érezte jól magát messzi idegenben, a számára provinciális környezetben, nyelvi korlátok között. Férjét ritkán látta, mert az hadakozásai miatt keveset tartózkodott Gyulafehérvárott, igaz, hetente több levelet kapott tőle. Bethlen maga vélhetőleg éretlennek találta Katalint, és még gyászolta első feleségét, aki hű bizalmasa, tanácsadója is volt.
Katalin, aki a fejedelem távollétében intézte az udvar ügyeit, az addig rideg és puritán udvart teljesen megváltoztatta. Mindennaposak lettek a táncmulatságok, lakomák, saját udvartartásában csak a németül beszélő szolgálókat tartotta meg, a többiek helyett külföldieket hozatott. Az erdélyi urakat, akik pazarlónak tartották, gyorsan magára haragította, szóbeszéd kelt szárnyra könnyűvérűségéről. Ennek volt is alapja: még a vele szimpatizáló források is utalnak kegyencei növekvő befolyására és gyors meggazdagodására – lovászmesterét el is kellett távolítani, mert állítólag túl intim kapcsolatba került vele. A nyugati források Katalin legnagyobb erényeként kedvességét, életvidámságát és közvetlenségét emelik ki, ám ezekben a tulajdonságokban az erdélyiek felelőtlenséget és komolytalanságot láttak, itteni források érzéketlennek, cinikusnak és gonosznak ábrázolják.
Bethlen házasságkötésekor még nem volt idős, de testileg és lelkileg is egyre fáradtabbnak érezte magát, és elérte, hogy a rendek feleségét válasszák meg utódjának. Az országgyűlés azonban szigorú feltételeket szabott: Katalinnak a főurak jóváhagyásával kellett kormányoznia, tanácsába nem kerülhetett idegen, külpolitikát sem folytathatott önállóan – lényegében gyámság alá helyezték. Férje 1629. november 15-i halálát követően fejedelemként került trónra, az uralkodását felügyelő kormányzó sógora, Bethlen István, az elhunyt fejedelem öccse lett.
Katalin híján volt férje politikai érzékének, könnyelmű és naiv volt, járatlan az intrikákban. Az első nőnek az erdélyi trónon a belpolitikában két politikai párt között kellett (volna) egyensúlyoznia ahhoz, hogy külpolitikájában a török és a német között lavírozhasson. Őt azonban csak az érdekelte, hogy megszabaduljon sógora gyámságától, ezért elkötelezte magát bizalmasa, a katolikus Csáky István mellett. A Csáky körül csoportosulók viszont olyan magyarországi főrendekkel álltak kapcsolatban, akik Erdélyt Habsburg-fennhatóság alá akarták vonni, ami ellene fordította a közhangulatot. Katalin hatalmát a Bethlen-párt egyre jobban korlátozta, Csáky pedig nem sietett segítségére, miközben családja kérése ellenére sem küldött megbízható tanácsadókat mellé. A már az életét féltő fejedelemasszony végül engedett a nyomásnak, és a kormányzó által 1630. szeptember 21-re összehívott kolozsvári országgyűlés kezdete után egy héttel, szeptember 28-án aláírta lemondását.
Az erdélyi rendek Bethlen Gábor hű emberét, Rákóczi Györgyöt hívták meg a trónra, erről a törököt is értesítették. Az országgyűlésen azonban Bethlen Istvánt is fejedelemmé választották, s a Porta a hírek hallatán mindkettőjüknek elküldte a jóváhagyó okiratot (athnáme). A döntés a lemondatott Katalin kezébe került, aki annyira gyűlölte sógorát, hogy a Rákóczit kinevező levelet olvasta fel. Lemondása után nem akart Erdélyben maradni, Csákyval is összekülönbözött, s Fogaras, majd a magyarországi Tokaj várába vonult vissza. Áttért a katolikus, majd az evangélikus vallásra, férjhez ment Ferenc Károly szász herceghez, és Pomerániában halt meg 1644-ben.
Brandenburgi Katalin jó szándékú, ám a közügyek iránt nem érdeklődő, könnyen befolyásolható asszony volt, nem tudta megszokni az idegen környezetet, az erdélyi szokásokkal és íratlan szabályokkal nem volt tisztában. „Németsége” miatt az őt körülvevők az első pillanattól fogva ellenségesen kezelték, ráadásul a még a korabeli Európában is férfiközpontúnak számító Erdélyben akkor sem lehetett volna képes nőként irányítani egy államot, ha rendelkezett volna az ehhez szükséges tulajdonságokkal. Az elfogult források kicsapongó, felelőtlen és erkölcstelen asszonyként ábrázolják, ám ez a kép árnyalásra szorul.
