Дата рождения Екатерины — вопрос дискуссионный. Все современные исследователи согласны в том, что она была очень молода, когда вышла замуж за короля в 1540 году. Екатерина точно родилась раньше апреля 1527 года, когда в письме к кардиналу Уолси ее отец утверждает, что у него десять детей, «моих и моей жены». Так как дата женитьбы лорда Эдмунда не установлена, невозможно определить и дату появления на свет его старшего сына Чарльза, но Чарльз и его братья Генри и Джордж родились раньше 12 июня 1524 года, когда они упомянуты в завещании Джона Ли, отчима их матери. О Екатерине и ее сестре Мэри там нет ни слова, хотя Екатерина упомянута в последней воле жены Джона Ли Изабеллы, составленной 11 апреля 1527 года, Мэри к тому моменту, вероятно, еще не родилась. Некоторые авторы из упомянутых завещаний делают вывод, что в 1524 году Екатерина еще не появилась на свет, а произошло это в 1525-м или около того.
В июле 1540 года Ричард Ниллс, лондонский торговец, описывал Екатерину как «совсем маленькую девочку», слова эти отдельные исследователи полагают относящимися столько же к возрасту, сколько и к миниатюрности ребенка. «Испанская хроника» (см. ниже) называет Екатерину «просто ребенком» и «совсем юной». Французский посол, Шарль де Марильяк, знавший Екатерину лично, утверждал в 1541 году, что ее отношения с родственником, Фрэнсисом Деремом, начались, когда ей было тринадцать, и продолжались до восемнадцати лет. Они завершились в январе или феврале 1539-го, и это относит время ее рождения к 1520–1521 годам, в чем сходятся многие историки. Если это верно, то отсутствие упоминания о ней в завещании Джона Ли 1524 года можно объяснить тем, что она была девочкой. Судя по словам Марильяка, в 1533–1534 годах Екатерине было тринадцать, однако ее связь с учителем музыки Генри Мэноксом не могла начаться раньше 1536 года, когда она поступила на службу к герцогине Норфолк. Следовательно, Марильяк в этом отношении ошибался. Тем не менее его утверждение о том, что Екатерине было восемнадцать в начале 1539 года, когда оборвалась ее любовная связь с Деремом, вероятно, имеет под собой больше оснований.
Дата рождения 1520–1521 годы соотносится с возрастом, указанным на портрете безымянной молодой женщины «на двадцать первом году жизни» (согласно латинской надписи), который создан примерно в 1535–1540 годах. Изображенная похожа на юную леди, которая появляется на двух миниатюрах Гольбейна (из Королевской коллекции и коллекции герцога Баклю), и на довольно прочных основаниях может быть идентифицирована как Екатерина. Лиф платья из золотой парчи, дорогие украшения и меховые рукава показывают, что это была женщина высокого ранга, к тому же на ней — брошь и ожерелье, которые можно видеть на портретах Джейн Сеймур и Екатерины Парр и которые явно входили в число украшений, переходивших от одной супруги короля к другой. Более того, ее капор с золотым билиментом можно соотнести с предметом, упоминаемым в списке драгоценностей Екатерины.