Misjonarka Indian i Afroamerykanów przyszła na świat w Filadelfii (Stany Zjednoczone) 26 listopada 1858 r. jako druga córka Franciszka Antoniego Drexela i Hannah Langstroth. Dwa miesiące później zmarła jej matka, a ojciec po upływie dwóch lat ożenił się z Emmą Bouvier, która otoczyła pasierbicę macierzyńską miłością. Ojciec Katarzyny był współwłaścicielem międzynarodowego imperium bankowego i filantropem, a jej wuj Anthony Drexel współzałożycielem dzisiejszego JP Morgan Chase & Co. – jednego z największych holdingów finansowych na świecie.

Rodzice nie pozwolili jej zatracić się w bogactwie. Niczego jej nie brakowało, ale uczona była zdrowego stosunku do fortuny. Uczyli ją, że prawdziwa wartość bogactwa polega na dzieleniu go z innymi ludźmi.

Do rozeznania swojego powołania Katarzyna podchodziła bardzo poważnie. Nim wstąpiła do zakonu, kilkakrotnie składała roczny ślub czystości. Trzeba przyznać, że stworzyła sobie w ten sposób doskonałe warunki ku temu, by wsłuchiwać się w wolę Boga.

Pierwszym trudnym doświadczeniem w jej życiu była śmierć ukochanej macochy. Katarzyna przekonała się wtedy w bolesny sposób, że bogactwo w obliczu śmierci nie jest żadnym argumentem. To tym bardziej nauczyło ją dystansu do fortuny.
Gdy rodzina udała się w podróż na zachodnie wybrzeże Stanów Zjednoczonych, Katarzyna zetknęła się po raz pierwszy z Indianami. Ogromne wrażenie wywarło na niej ich ubóstwo oraz uwłaczające ludzkiej godności warunki, w jakich zmuszeni byli żyć. Zapragnęła wówczas zrobić coś, by zmienić ich sytuację, i to pragnienie zaważyło na całym jej póżniejszym życiu. Poświęciła wszystkie swoje siły oraz środki finansowe na wspieranie misji i misjonarzy w swojej ojczyźnie. Pierwszym dziełem przez nią założonym była szkoła św. Katarzyny w Santa Fé (Nowy Meksyk) dla Indian.

W wieku 28 lat, z powodu swych problemów ze zdrowiem, Katarzynę wysłano do Europy.

W Rzymie, podczas audiencji poprosiła papieża Leona XIII o przysłanie misjonarzy do jednej z placówek, którą wspierała materialnie. W odpowiedzi papież zasugerował jej, by sama została misjonarką.

Był to pewien przełom i spotkanie, które najwyraźniej zmieniło jej myślenie, bo po powrocie do ojczyzny podjęła decyzję o założeniu nowego zgromadzenia nastawionego na służbę tzw. kolorowej ludności.

Po rozważeniu tej rady razem ze swoim kierownikiem duchowym bpem Jamesem O'Connorem postanowiła poświęcić się całkowicie służbie Bogu i założyć zgromadzenie zakonne. 12 lutego 1891 r. złożyła pierwsze śluby zakonne, dając początek Zgromadzeniu Sióstr Najświętszego Sakramentu.

Wybudowała szkoły misyjne w siedmiu stanach. Po złożeniu ślubów dalej służyła swoim majątkiem, który de facto był w dyspozycji samego Pana Boga i umożliwił m.in. wybudowanie domu zakonnego w Pensywanii i kolejnych szkół, a nawet uczelni dla katolików, należących do mniejszości rasowych.

Ówczesne media nie mogły wyjść z podziwu, dlaczego tak młoda i bogata kobieta oddaje siebie i swoją fortunę na służbę Bogu. Nagłówki grzmiały: „Panna Drexel wstępuje do klasztoru katolickiego, odrzucając siedem milionów!”.

Nieprzypadkowo założone przed nią zgromadzenie ma w nazwie Najświętszy Sakrament. Dobrze wiedziała, że nie ma pracy misyjnej bez głębokiego życia modlitwy i pobożności eucharystycznej, która była szczególnie wpisana w jej charyzmat, bo w końcu mówi o tym, że wszyscy jesteśmy jednym ciałem w Jezusie.

Z modlitwy i właśnie Eucharystii czerpała inspirację do działania na rzecz ubogich i pokrzywdzonych, a także do apostolstwa w szpitalach i więzieniach.

Walczyła z uprzedzeniami rasowymi i rozpowszechnioną wówczas w Ameryce dyskryminacją rasową. Zakładała szkoły dla Indian i Afroamerykanów i troszczyła się o formację pracujących w nich nauczycieli.

Wiedziała, że oddając swoją fortunę na rzecz Indian i kolorowej ludności, naraża się na wyśmianie i ostracyzm ze strony tzw. białych. W końcu jej posługa przypadła na ciemne czasy segregacji rasowej w USA i chyba można zaryzykować stwierdzenie, że walnie przyczyniła się do jej zakończenia, które oficjalnie doszło do skutku w 1964 r. – jedynie dziewięć lat po śmierci siostry Drexel.

Jako największe jej osiągnięcie uważa się powstanie w 1925 r. «Xavier University» w Luizjanie, pierwszej w Stanach Zjednoczonych wyższej uczelni przeznaczonej głównie dla katolików należących do mniejszości rasowych.

Ciężka choroba spowodowała, że przez ostatnie 18 lat swego życia Katarzyna pozostała przykuta do łóżka (w 1937 r. z powodu choroby zrezygnowała z urzędu przełożonej generalnej). Lata te spędziła na modlitwie i kontemplacji.

Zmarła 3 marca 1955 r. w Cornvell Heights.

Podczas mszy świętej kanonizacyjnej w 2000 r. Jan Paweł II mówił o nowej świętej: „Niech jej przykład pomaga zwłaszcza ludziom młodym uświadomić sobie, że na tym świecie największy skarb można znaleźć przez naśladowanie Chrystusa niepodzielnym sercem i wielkoduszne korzystanie z darów, które otrzymaliśmy, tak aby służyły one innym i przyczyniały się do budowania świata bardziej sprawiedliwego i braterskiego”.