Екатерина Ганелина родилась в Свердловске в семье музыкантов. Окончила ССМШ при Уральской государственной консерватории имени М. П. Мусоргского (класс Н. Г. Юфы), Московскую государственную консерваторию имени П. И. Чайковского (класс профессора Веры Горностаевой) и аспирантуру МГК по специальности «концертмейстерское мастерство» (руководитель – Мстислав Смирнов). В студенческие годы под руководством профессора Евгения Шендеровича пробовала себя в качестве концертмейстера, с 1993 года начала работать в Московской консерватории на кафедре сольного пения. С 2008 года – преподаватель кафедры концертмейстерского искусства.
Принимала участие в международных вокальных конкурсах: имени П. И. Чайковского и Bella Voce в Москве, имени Н. А. Римского-Корсакова в Санкт-Петербурге, «Янтарный соловей» в Калининграде, Operalia Пласидо Доминго в Мадриде. Неоднократно удостаивалась дипломов как лучший концертмейстер.
Ведет активную концертную деятельность. Принимала участие в Московском Пасхальном фестивале, музыкальном фестивале в Кольмаре, «Петербургские сезоны», «Хибла Герзмава приглашает...», «Музыкальные собрания в доме Третьяковых». Участвует в абонементных концертах МГК (Alma Mater, «Творческая молодежь Московской консерватории»), открытых классных и кафедральных концертах.
В 2006 году аккомпанировала Елене Образцовой в сольном концерте. Также пианистка сотрудничает с оперными певцами Василием Ладюком, Еленой Максимовой, Ксенией Дудниковой, Еленой Гусевой, Арсеном Согомоняном.
Многолетний творческий союз связывает Екатерину Ганелину с певицей Хиблой Герзмавой. Их совместные концерты проходили в городах России, Франции, Великобритании, Нидерландов, Турции, Японии, США. В октябре 2015 года состоялся дебют дуэта на сцене нью-йоркского Карнеги-холла. Записано несколько компакт-дисков, среди которых альбом «Вокальные циклы и романсы русских композиторов», выпущенный фирмой «Мелодия» в год ее пятидесятилетнего юбилея (2014).
В 2012 году Екатерина Ганелина удостоена звания заслуженной артистки Республики Абхазия.