Była czwartym dzieckiem Zygmunta i Bony Sforzy. Najstarsza z rodzeństwa była Izabela (1519). Rok później przyszedł na świat dziedzic tronu – Zygmunt August. Po dwu latach narodziła się Zofia, w 1526 roku na świat przyszła Katarzyna.
Potomstwo Bony i Zygmunta wychowywało się razem, w cieniu krużganków wawelskich. Królewski zamek lśnił czerwienią kolumn, zza których przezierały kolorowe malowidła. Błyszczały w słońcu pokryte złotem kasetonowe rozety na okapach dachów i kopuła kaplicy Zygmuntowskiej. Tłumy dworaków, sekretarzy, senatorów, zagranicznych posłów i artystów zaludniały zamkowy dziedziniec. To właśnie na Wawelu ogniskowało się życie polityczne Rzeczypospolitej, która stała u szczytu swej potęgi. Atmosferę rodzinną budowała surowa i nieco porywcza matka. Zygmunt jawił się dzieciom jako spokojny, choć stanowczy władca, do którego należało ostateczne słowo.
Królowa nierówno traktowała swe dzieci. Najwięcej uwagi i czasu poświęcała królewiczowi i najstarszej Izabeli. Chciała mieć ich jak najbliżej i w nich pokładała największe nadzieje. To ta dwójka przeznaczona była do rządzenia. W nich (zwłaszcza w Izabeli) widziała poniekąd własne odbicie. Młodsze królewny, pozbawione temperamentu królowej, przypominały z charakteru spokojnego ojca i utrzymywane były z dala od dworskich intryg. Kiedy starsze rodzeństwo wyjeżdżało z rodzicami, młodsze często zostawało na Wawelu. Nie dziw więc, że między siostrami wywiązała się nić wzajemnej i silnej miłości. Jeszcze po latach Katarzyna pisała ze Szwecji do Zofii: „Wasza Książęca Mość raczy dobrze pamiętać onę miłość naszą, gdyśmy z sobą mieszkały. Jedna bez drugiej nie szła tam, gdzie by jej trzeba było, ale wszystkie trzy zaraz gwoli jedna drugiej. Tąż miłością nieodmiennie także teraz Waszej Książęcej Mości służę”.
Wojciech Kalwat, historyk, redaktor „Mówią wieki”