Лена Катина родилась в Москве в семье основателя некогда популярной группы «Дюна». В музыку будущая участница t.A.T.u. пришла в четыре года, когда начала обучаться пению в специализированных кружках. Спустя несколько лет Катина попала в детский ансамбль «Авеню», а немногим позднее — в театр-студию «Непоседы», где познакомилась с Юлей Волковой.

Уже в 1999 году девушки стали напарницами по амбициозному проекту Ивана Шаповалова t.A.T.u. — группа, бравшая не столько самой музыкой, сколько провокационным, бунтарским имиджем, сумела во всеуслышание заявить о себе первым же синглом под названием «Я сошла с ума», который сначала стал абсолютным хитом в России, а затем (после перевода песни на английский) добился определенной известности и в мире. На волне успеха (в основном связанного с альбомом «200 по встречной») «стадионный» коллектив в 2003-м даже успел поучаствовать в «Евровидении», где занял третье место. Впрочем, насколько стремительным получился прорыв группы, настолько же быстро она канула в небытие: в середине нулевых популярность t.A.T.u. стала сходить на нет, и уже в 2009-м было официально объявлено о распаде коллектива.

После ухода из группы Катина начала заниматься сольным творчеством в США и даже выпустила студийный альбом. Повторить произведенный t.A.T.u. фурор ей, однако, не удалось.

4 октября Лене Катиной исполняется 35 лет.