İrlandalı aktris Katie McGrath, oyunculuk mesleğinde kendine bir kariyer yapma niyetinde değildi. Dublin'deki Trinity College'dan mezun olduktan sonra moda gazeteciliğiyle ilgilenmeye başladı ve yaşam tarzı ve moda dergisi Image için çalıştı. Bir süre sonra, bu iş ona göre olmadığı için ayrıldı. Bundan sonra, yönetmen yardımcısı olan annesinin en iyi arkadaşı, The Tudors (2007) dizisinde gardırop asistanı olarak iş bulmasına yardımcı oldu. Yapımda çalışırken bazı personel oyunculuğu denemesini önerdi. Dizideki bir oyuncu şoförü ona üzerinde oyuncuların menajerlerinin bulunduğu bir liste verdi, o da onlara yazıp fotoğraflarını gönderdi ve kısa bir süre sonra sözleşme imzaladı.BBC One dizisi Merlin'de (2008-2012) Morgana, İngiliz-Amerikan dizisi Dracula'da (2013-2014) Lucy Westenra, Kanada korku antolojisi dizisi Slasher'ın (2016) ilk sezonunda Sarah Bennett ve Amerikan süper kahraman dizisi Supergirl'de (2016) Lena Luthor rolüyle tanınıyor. Film rolleri arasında dram filmi W.E.'de (2011) Lady Thelma Furness, bilim kurgu macera filmi Jurassic World'de (2015) tüm serinin en ikonik sahnelerinden birine sahip Zara ve epik fantezi filmi Kral Arthur'da Elsa yer alıyor: Legend of the Sword (2017) filminde Elsa'yı canlandırmıştır.McGrath, İrlanda'nın Wicklow Bölgesi'ndeki Ashford'da, bilgisayarlarla çalışan Paul ve İrlandalı bir tasarımcı için çalışan Mary tarafından yetiştirilmiştir. Online medya yöneticisi Sean ve post prodüksiyon yapımcısı Rory adında iki ağabeyi vardır. Andrew's College'da Uluslararası Bakalorya eğitimi alan McGrath, Dublin'deki Trinity College'dan Rus tarihi odaklı bir tarih diplomasıyla mezun oldu. 2007 yılında İrlanda yapımı bir TV filmi olan Damage'da rol aldı. Aynı yıl Dublin Tiyatro Festivali'nde La Marea adlı oyunda da rol aldı. Merlin'de Morgana Pendragon rolünü almadan önce 2008 yılında Eden ve Freakdog adlı uzun metrajlı filmlerde rol aldı. 2009 yılında McGrath, Channel 4 için Kraliçe 2. Elizabeth'in hayatını anlatan beş bölümlük bir belgeselde rol aldı. Emilia Fox, McGrath'ın yer aldığı aynı bölümde Elizabeth II'yi canlandırdı; ikili daha önce Merlin'de Morgause ve Morgana kardeşler olarak birlikte çalışmıştı. McGrath 2010 yılında Madonna'nın ilk yönetmenlik denemesi olan Edward VIII biyografisi W.E.'de rol aldı. McGrath, kralın kendisini Wallis Simpson'la tanıştıran eski metresi Lady Furness'i canlandırdı. 2011'de McGrath Romanya'da komedi-drama A Princess for Christmas'ı çekti. Eylül 2011'de McGrath, İrlanda yapımı kısa animasyon filmi Tríd an Stoirm'deki (Through the Storm) karakterlere sesini verdi. Aynı ayın ilerleyen günlerinde McGrath, Labirent'te Oriane Congost rolünü üstlendi.McGrath, NBC ve Sky Living'in korku draması dizisi Dracula'da The Tudors'taki rol arkadaşı ve dostu Jonathan Rhys Meyers ile yeniden bir araya geldi; Lucy Westenra'yı canlandırdı. Haziran 2013'te McGrath, Channel 4 dizisi Dates'in dördüncü bölümünde Gemma Chan ile birlikte flört sahnesinde genç bir lezbiyen olarak rol aldı. Kasım 2014'te McGrath, "From Eden" şarkısı için Hozier müzik videosunda başrol oynadı. 2015 yılında McGrath, Jurassic World filminde Zara rolüyle destekleyici bir rol üstlendi ve Crackle orijinal casus-gerilim filmi The Throwaways'de rol aldı.McGrath, 4 Mart 2016'da prömiyeri yapılan Chiller'ın orijinal korku dizisi Slasher'ın ilk sezonunda başrolü canlandırdı.2016'da McGrath'ın Supergirl'ün ikinci sezonunda Lena Luthor'un yinelenen rolünü oynayacağı açıklandı. İkinci sezonun "The Adventures of Supergirl" başlıklı prömiyer bölümünde yer aldı ve Mart 2017'de üçüncü sezon için düzenli dizi kadrosuna terfi etti. Guy Ritchie'nin fantastik filmi King Arthur'da Elsa rolüyle yer aldı: Legend of the Sword filminde Elsa rolüyle yer aldı. 2016-2017 yıllarında McGrath, Jason Momoa ile birlikte Frontier dizisinin ilk iki sezonunda yer aldı. 2019'da Georgina Haig ve Abbie Cornish ile birlikte Avustralya TV dizisi Bridesmaids'de rol aldı. McGrath 2020'de Rose Tremain'in Islands of Mercy adlı eserinin sesli kitabını seslendirdi. 2021'de Supergirl'ün altıncı ve son sezonunu tamamladıktan sonra McGrath, John Wick spin-off dizisi The Continental'ı çekmek üzere Budapeşte'ye gitti. McGrath, 2023'te üç bölümü yayınlanan The Continental'da The Adjudicator rolüyle izlenebilir.