È meglio conosciuta per il suo ruolo nella sitcom The League. Si era fatta notare dal pubblico per la prima volta con la sua interpretazione in The Puffy Chair, diretto da Mark e Jay Duplass. Il film aveva ottenuto due candidature agli Independent Spirit Awards e aveva vinto l'Audience Award al South by Southwest Film Festival. Katie ha poi subito dimostrato la sua versatilità con ruoli che l'hanno portata a spaziare nei generi più diversi, dalla commedia pura, come Quell'idiota di nostro fratello con Paul Rudd, al thriller, come Black Rock al fianco di Kate Bosworth e Lake Bell, fino al genere avventuroso e d'azione della serie Revolution.
Artista a tutto tondo, Katie ha scritto, diretto, prodotto e interpretato con Dax Shepard il film indipendente The Freebie, ritratto intimo di una coppia sposata che decide di concedersi reciprocamente un rapporto occasionale extra-coniugale, con tutto quello che ne consegue. Ha poi diretto e interpretato Black Rock, una versione post-femminista di Un tranquillo weekend di paura. Katie risiede a Los Angeles dove ha girato la sesta e ultima stagione di The League.
Nel 2015 ha partecipato al film di Gus Van Sant con Matthew McConaughey e Naomi Watts La foresta dei sogni.