พระนางแคทเธอรีนแห่งอารากอนประสูติที่พระราชวังลาเรโด เมืองอัลกาลาเดเอนาเรส (Alcalá de Henares) ประเทศสเปน เป็นพระราชธิดาพระองค์ที่สี่ในพระเจ้าเฟร์นันโดที่ 2 แห่งอารากอนและสมเด็จพระราชินีนาถอิซาเบลลาที่ 1 แห่งคาสตีลแห่งสเปน พี่น้องของพระนาง ได้แก่

• เจ้าหญิงอิซาเบลลาแห่งแอสทิวเรียส สมเด็จพระราชินีแห่งโปรตุเกส
• เจ้าชายจอห์นแห่งแอสทิวเรียส
• เจ้าหญิงโจแอนนาแห่งคาสตีล
• เจ้าหญิงมาเรียแห่งคาสตีลและอรากอน สมเด็จพระราชินีแห่งโปรตุเกส

เมื่อย่างเข้าวัยสาวก็ทรงอภิเษกสมรสครั้งแรกในปี พ.ศ. 2044 กับเจ้าชายอาเทอร์พระโอรสของสมเด็จพระเจ้าเฮนรีที่ 7 แห่งอังกฤษ (พ.ศ. 2029-2045) แต่เจ้าชายสิ้นพระชนม์เสียตั้งแต่ยังทรงพระเยาว์