Através de um tataravô, Schell tem parentescos de descendência com Luís XV da França e Felipe II, Duque de Orléans. Filha de um diplomata e de uma condessa, cuja família fugiu de Budapeste durante a Segunda Guerra Mundial depois de ter as propriedades confiscadas pelos nazistas, ela e os pais viveram na pobreza na Áustria, até imigrarem para os Estados Unidos, onde seu pai recebeu a cidadania norte-americana em 1950.

Em 1957 a família voltou para a Europa, estabelecendo-se em Munique, onde Catherine começou a carreira de atriz, fazendo sua estreia no cinema num pequeno filme alemão em 1964. Usando até 1972 o nome artístico de Catharina von Schell, seus trabalhos internacionais no cinema mais conhecidos são a bond girl Nancy de 007 A Serviço Secreto de Sua Majestade (1969) e Lady Claudine Lytton na comédia A Volta da Pantera Cor de Rosa (1975) com Peter Sellers.

Com participações em séries populares da TV britânica como Dr. Who, Space 1999, The Persuaders! e outras, manteve-se atuante e popular no país até o meio dos anos 90, quando abandonou a carreira para abrir uma pousada no interior da França, com seu marido, o diretor de televisão britânico Bill Hays, hoje falecido.

Cônjuge: Bill Hays (de 1982 a 2006), William Marlowe (de 1968 a 1977)
Pais: Katharina Maria Etelka Georgina Elisabeth Teleki de Szék, Paul Schell von Bauschlott
Irmãos: Paul von Schell, Peter Freiherr Schell von Bauschlott