Née à Schwerin, Katrin Sass était une des actrices les plus populaires et les plus remarquables en RDA, connue pour avoir joué dans quelques uns des célèbres films de la DEFA. Déjà lors de sa première apparition à l'écran dans Bis Dass Der Tod Euch Scheidet, un drame conjugal réalisé par Heiner Carow en 1979, elle avait beaucoup fait parler d'elle et devenait ainsi une interprète convoitée.
Katrin Sass fit en grande partie le succès des films produits par les Studios DEFA tel que Die verlobte (1980) de Gunther Rucker, Burgsxhaft fur ein jahr (1981), de Herrmann Zschoche, qui lui a valu l'Ours d'Argent de la Meilleure actrice au Festival de Berlin ainsi que les deux films de Roland Graf : Das haus am fluss (1984) et Heute sterben immer nur die anderen (1989) de Siegfried Kuhn.
En plus de ses fréquentes apparitions sur le grand et le petit écran, elle a mené de front une carrière au théâtre.
Au lendemain de la réunification, on a pu la voir essentiellement dans des téléfilms produits par les chaines hertziennes ARD et ZDF, ainsi que dans certains films de fiction comme le film de Frank Beyer et Dominik Graf, Sperling und der brennende arm (1999), et elle a obtenu pour sa prestation dans Ein Mann Sturzt ab le prix du meilleur second rôle féminin par la télévision allemande. En outre elle a participé à la série en 13 épisodes Klemperer - Ein Leben in Deutschland, de Andreas Kleinert et Kai Wessel, d'après le journal de Otto Klemperer.
Dans le film de fiction de Janek Rieke, Hartetest (1997), on a pu enfin revoir Katrin Sass et son formidable talent d'actrice sur le grand écran, après quelques années d'interruption. Katrin Sass reçoit le prix de la Meilleure actrice allemande grâce à sa prestation exceptionnelle dans Heidi M. (2001), ce qui lui permet de fêter un spectaculaire comeback sur le grand écran. Le 10 septembre 2003, elle est à l'affiche de Good bye Lenin ! de Wolfgang Backer, dans le rôle de la mère, film qui remporte un énorme succès mondial.
En février 2009, on la voit dans Donne-moi la main réalisé par Pascal-Alex Vincent.
