Od září 2005 do prosince 2012 studovala na nestátním výběrovém osmiletém gymnáziu PORG v pražské Libni, které vedl syn Zemanova předchůdce v prezidentském úřadě, Václav Klaus mladší. Po půlročním studijním pobytu v USA a návratu do Prahy ale Kateřina Zemanová nesložila komisionální zkoušky z matematiky a musela PORG opustit. Přestoupila na soukromé Anglicko-české gymnázium Amazon.
Podle svých slov by v budoucnu ráda studovala mezinárodní vztahy a jazyky, zvláště angličtinu, francouzštinu a ruštinu. „Odmala jsem směřovala k diplomacii,“ svěřila se médiím.
V letech 2012 a 2013 se Kateřina Zemanová angažovala v předvolební kampani svého otce, který se poté skutečně stal hlavou České republiky. Pro prezidentskou kampaň Miloše Zemana také nechala udělat svoji fotografii v ateliéru Jakuba Ludvíka.
Otcova kampaň z Kateřiny Zemanové udělala celebritu. Média jí překřtila na „první slečnu“, po vzoru prvních dam, jak bývají titulovány manželky prezidentů. Vysloužila si též přezdívku Kate, přičemž připodobnění k manželce britského následníka trůnu prince Williama má být narážkou na její společenské postavení, které plyne jen z toho, že patří do rodiny hlavy státu.
Jako známá osobnost začala být vyhledávána. Moderovala například módní přehlídku agentury T-Models v klubu K4 v podzemí budovy Filozofické fakulty Univerzity Karlovy. Otcova kampaň se promítla do života Kateřiny Zemanové i tím, že začala chodit s Vladimírem Krulišem, který vedl Zemanovu prezidentskou kampaň. Vztah ale po několika měsících skončil.
V říjnu 2013 se na internetu objevilo video zachycující dívku podobnou Kateřině Zemanové (včetně znamének na obličeji) na párty se skupinovým sexem. Kateřina Zemanová ale svou účast na párty popřela. Veřejnost pobavila jiným videozáznamem, kde paroduje svého otce.
Kateřina Zemanová má staršího nevlastního bratra z otcova prvního manželství, který je lékař, neurolog David Zeman.