Catalina Sandino Moreno est née à Bogota en Colombie. En 1997, alors qu’elle est encore lycéenne elle entre à l’école de théâtre Ruben Di Pietro à Bogota.
Durant ses quatre années d’étude elle a oué dans de nombreuses pièces notamment "Acuerdo para Cambiar de Casa" de Griselda Gambaro, "th Dark Room" de Tenesse Williams et "Lughing Wild" de Christopher Durang.