Caterina Bonvicini è nata a Firenze il 27 Novembre 1974 e vive tra Bologna, Torino e Roma.

Si è laureata in Lettere Moderne all'Università di Bologna, città in cui è cresciuta, e si è trasferita a Torino a ventiquattro anni, per lavorare nella casa editrice Einaudi.

Ha esordito nella narrativa con il romanzo Penelope per gioco, pubblicato da Einaudi nel 2000 e così commentato dal regista Ermanno Olmi: «La qualità del pensiero e della scrittura sono di rara intensità e bellezza. Non mi capitava da molto tempo di leggere un libro con tanto coinvolgimento».

Nel 2003 si è aggiudicata il Premio Fiesole con Di corsa, ritratto surreale di una famiglia al limite della normalità,  e tre anni dopo si è dedicata alla scrittura per ragazzi pubblicando per Feltrinelli Uno due tre liberi tutti!, romanzo illustrato da Allegra Agliardi e vincitore nel 2006 del Premio Passaparola della Biblioteca Comunale di Terranova Bracciolini e, nell'anno successivo, del  Premio Scelto da Noi della Biblioteca Comunale G. Badii di Massa Marittima.

Collaboratrice del quotidiano online Il Nuovo, autrice di numerosi racconti - molti pubblicati in volumi antologici - e scrittrice apprezzata dalla critica e dai lettori, nel 2006 ha pubblicato I figli degli altri (Einaudi) e nel 2008 ha dato alle stampe con Garzanti l'ultimo romanzo L'equilibrio degli squali, aggiudicandosi nello stesso anno i premi Rapallo Carige, Fregene e Frignano e collocandosi finalista al Premio Stresa. Dopo essere stato pubblicato in Francia da Gallimard, il volume è ora in corso di traduzione anche in Spagna, Olanda e Germania.

Osservatrice attenta, Caterina Bonvicini ha ritratto nei suoi libri personaggi problematici e situazioni disagiate focalizzando l'attenzione sui rapporti famigliari e sulla condizione adolescenziale, ricorrendo talvolta a éscamotages surreali.

Attualmente vive e lavora a Roma.