Екатерина Воронцова окончила Казанскую государственную консерваторию имени Н. Г. Жиганова. С 2018 года – солистка оперной труппы Большого театра России. В сезоне 2021/22 была удостоена премии Большого театра и Credit Suisse для молодых артистов, в 2022 году – Российской национальной театральной премии «Золотая маска» за исполнение заглавной партии в опере «Ариодант» Генделя. В том же году дебютировала в партии Ариоданта во Дворце искусств королевы Софии в Валенсии. С 2023 года сотрудничает с Новосибирским театром оперы и балета (НОВАТ).
Финалист и призер Международного конкурса вокалистов и концертмейстеров Хиблы Герзмавы.