Catherine Loubier détient un baccalauréat et une maîtrise en science politique de l’UQAM, ainsi qu’un certificat de la Harvard Business School. Elle débute sa carrière en 1996 en tant que directrice du développement des affaires chez Groupe Vaugeois. En 2000, elle rejoint le Centre financier international de Montréal à titre de directrice de la planification stratégique. De 2004 à 2005, elle est conseillère marketing pour Superior Propane.
De 2006 à 2010, elle œuvre dans la fonction fédérale en tant que directrice des communications de Stephen Harper, puis de Lawrence Cannon. En 2011, elle rejoint H+K Strategies à titre de vice-présidente des affaires corporatives et gouvernementales. De 2013 à 2015, elle est conseillère principale pour le premier ministre Harper. Après cela, en 2016, elle se rend en France pour travailler à l’Alliance Renault-Nissan-Mitsubishi en tant que directrice des communications mondiales. En 2018, elle est consultante pour le secteur privé, avant d’être engagée cette même année par la CAQ comme directrice adjointe du cabinet pour assurer la transition du nouveau gouvernement. C’est en 2019 qu’elle est nommée déléguée générale du Québec à New York.