Екатерина Сюрина родилась в 1975 году в Свердловске (ныне Екатеринбург) в артистической семье (отец — художник, мать — театральный режиссёр). Там же окончила дирижерско-хоровое отделение Музыкального училища им. П.И. Чайковского, затем — Российскую академию театрального искусства в Москве (у профессоров А. Тителя и Э. Саркисян). Ещё будучи студенткой РАТИ-ГИТИС, Екатерина была принята в Московский муниципальный театр «Новая Опера», где блестяще дебютировала в 1999 году в партии Джильды в опере Дж. Верди «Риголетто», в ансамбле с прославленным баритоном Дмитрием Хворостовским. Став солисткой театра «Новая Опера», она спела на его сцене ряд заглавных партий, в т.ч. в «Марии Стюарт» Г. Доницетти и «Снегурочке» Н. Римского-Корсакова.
Екатерина Сюрина — победительница Конкурса молодых оперных певцов им. Римского-Корсакова и Международного конкурса камерных певцов Е. Образцовой (оба в Санкт-Петербурге).
С 2003 года певица регулярно выступает на лучших сценах мира. Среди её заметных достижений — партии Джульетты в «Капулетти и Монтекки» В. Беллини в Опере Монпелье и Королевской Опере Валлонии в Брюсселе; Эльвиры в «Пуританах» Беллини в Опере Монте-Карло; Адины в «Любовном напитке» Доницетти в Государственных оперных театрах Берлина и Гамбурга; Джильды в Royal Opera House в Лондоне, Deutsche Oper в Берлине и Опере Бордо; Сервилии в «Милосердии Тита» В.А. Моцарта в парижской Opera Garnier (спектакль записан на DVD). Исполняла партию Джильды в постановке «Риголетто» на оперном фестивале в Савонлинна (Финляндия).
Итальянский дебют Сюриной состоялся в партии Сюзанны в «Свадьбе Фигаро» Моцарта на сцене Teatro alla Scala в Милане. Следующим выступлением в Италии был «Любовный напиток» в составе труппы парижской Opera Bastille. Спектакль «Идоменей» с участием Сюриной в роли Илии был записан на DVD на Decca label в 2006 году на Зальцбургском фестивале, посвященном 250-летию со дня рождения Моцарта.
В октябре 2006 года Екатерина дебютировала в Metropolitan Opera в партии Джильды, а в ноябре 2007 спела партию Сюзанны в «Свадьбе Фигаро». Её партнёрами были Хуан Понс и Брин Тёрфель.
Екатерина Сюрина также выступает на концертной сцене. Она исполнила сольную партию сопрано в Carmina Burana Карла Орфа с Королевским филармоническим оркестром Лондона и с симфоническим оркестром радио Дании под управлением Юрия Темирканова, а также в Мессе до минор Моцарта с Оркестром de Paris.
Певица сотрудничает со многими выдающимися дирижёрами современности, включая Юрия Темирканова, сэра Роджера Норрингтона, Филиппа Джордана, Ричарда Бонинга и Даниэля Хардинга.
Недавние ангажементы артистки включали «Любовный напиток» в Муниципальном театре Салерно под управлением Даниэля Орена, на фестивале в Глайндборне и в хьюстонской Grand Opera; партии Лейлы в «Искателях жемчуга» Ж.Бизе в Опере Сан Диего, Амины в «Сомнамбуле» Беллини в Мичиганском оперном театре, Джильды в «Риголетто», Лауретты в «Джанни Скикки» Дж.Пуччини и Сюзанны в «Свадьбе Фигаро» в Opera Bastille, Церлины в «Дон Жуане» Моцарта на Зальцбургском фестивале 2008 года, «Свадьбу Фигаро» с Будапештским фестивальном оркестром на гастролях в Лас Пальмасе.
В декабре 2010 года Екатерина Сюрина вместе со своим супругом, тенором Чарльзом Кастроново (США) совершила турне по России в рамках проекта «Дмитрий Хворостовский и его друзья». Концерты прошли с 10 по 19 декабря в Москве, Санкт-Петербурге, Тюмени и Екатеринбурге.
В планах Екатерины Сюриной — Джульетта в «Капулетти и Монтекки» в Opera National de Paris Bastille и в Баварской Staatsoper в Мюнхене; Джильда в «Риголетто», Лауретта в «Джанни Скикки» и Памина в «Волшебной флейте» Моцарта в Royal Opera House в Лондоне; Амина в «Сомнамбуле» в венской Staatsoper. В сезоне 2012/2013 Екатерина дебютирует в роли Энн Трулав в «Похождениях повесы» на сцене Opera Bastille.
Ближайшие выступления Екатерины Сюриной включают гала-концерт в Абу Даби (Объединенные Арабские Эмираты) и концерты в Москве.
