Родилась 27 ноября 1961 года в Москве.
Ее отец был заместителем председателя Госснаба СССР, мать — домохозяйкой. У Екатерины Андреевой есть младшая сестра Светлана. В детстве увлекалась баскетболом, недолго училась в школе Олимпийского резерва.
В 1990 году окончила Московский педагогический институт имени Крупской, училась на вечернем отделении Всесоюзного юридического заочного института (ВЮЗИ). Работала референтом в Генеральной прокуратуре в отделе делопроизводства следственного управления.
В 1990 году поступила на Всесоюзные курсы повышения квалификации для работников радио и телевидения (ВИПК при Гостелерадио СССР). В школе дикторов училась у Игоря Кириллова.
В 1991 году начала работать на телевидении. Была диктором Центрального телевидения и телекомпании «Останкино», ведущей программы «Доброе утро». В дирекции информационных программ - с 1994 года. Впервые вышла в эфир в 1995-м. В январе 1995 года стала ведущей информационной программы «ИТА Новости» на первом канале Останкино.
С 1995 года — в телекомпании «ОРТ»: редактор информационных передач, ведущая программы «Новости».
В начале 1997 года начала работу в качестве ведущей информационной программы «Время» (Дирекция информационных программ АО «Общественное российское телевидение»). Также параллельно, до конца 1998 года, вела обычные выпуски новостей, в основном утренние и вечерние.
С декабря 1998 года — постоянная ведущая программы «Время» телекомпании «ОРТ» (ныне «Первый канал»). На место постоянной ведущей ее назначил главный продюсер Дирекции информационных программ и директор информационной службы ОРТ Сергей Доренко. По результатам проведенного в Сети опроса в 1999 году была признана самой красивой ведущей телевидения в России; «за большой вклад в развитие отечественного телерадиовещания и многолетнюю плодотворную работу» награждена орденом Дружбы (2006).
По итогам 2010 года вошла в десятку популярных телеведущих России по версии TNS Россия.
В августе 2014 года включена Украиной в санкционный список за позицию по войне на востоке Украины и присоединению Крыма к России.