Katharina Birch erlernte ihr Regiehandwerk an verschiedenen Staats- und Stadttheatern und schloss ihre Lehrjahre 2009 mit ihrer ersten eigenen Regiearbeit am Deutschen Schauspielhaus Hamburg ab. Ihr Regiedebut wurde zu den Ruhrfestspielen in Recklinghausen eingeladen. Am Schauspielhaus Hamburg entstanden zusätzlich verschiedene Soundinstallationen, sie inszenierte dort Pünktchen und Anton von Erich Kästner und arbeitete als Künstlerische Mitarbeiterin an einer Koproduktion bei den Salzburger Festspielen mit. 

Auf der Suche nach neuen Theaterimpulsen zog es Katharina Birch ins Ausland – nach London. Sie lebte acht Jahre lang in Großbritannien, zog aber kurz vor und wegen des Brexitreferendums mit ihrer Familie zurück nach Deutschland. 2019 entstand unter ihrer künstlerischen Leitung die KULTURWERKSTATT LEER gGmbH um die Schließung der FREIEN KUNSTSCHULE ihrer Mutter Judith Böke zu bewahren und um sie um Angebote aus den anderen Kultursparten zu ergänzen. 

Sie arbeitet seit 2018 wieder als freischaffende Regisseurin für verschiedene Theater in Deutschland wie z.B. Schauspielhaus Bochum, Staatstheater Hannover, Theater Osnabrück, Oldenburgisches Staatstheater, Theater Erlangen, Theater Marburg.