Katherine Barrell s-a născut la 12.02.1988, în Toronto, Ontario, Canada. Mama ei este slovenă. Ea a urmat Școala Secundară Catolică Assumption din Burlington, Ontario, unde a avut un rol principal în două piese de teatru școlare; a colaborat cu o prietenă la o piesă în care au scris, regizat și jucat împreună; a regizat piesa Vrăjitorul din Oz; a fost membră a Teatrului Studențesc Burlington timp de doi ani. A început să studieze teatrul muzical la Sheridan College, apoi s-a transferat la George Brown College pentru a studia regia și actoria la Școala de Media și Arte ale Spectacolului, absolvind în 2010. De asemenea, a făcut o pregătire la școala de comedie The Groundlings. Actriță, scriitoare, producătoare, regizoare, Barrell este cunoscută mai ales pentru rolul Nicole Haught din serialul de televiziune Wynnona Earp, pentru rolurile sale de invitată și din filme de televiziune, precum: Rowena din Poe (2011); Maisie din Lost Girl în episodul Table for Fae (2012); Marley Rosevear din Murdoch Mysteries în episoadele Murdoch in Toyland (2012) și Ruby Rosevear din The Murdoch Appreciation Society (2014); Dixie Kolesnyk din Saving Hope, episodul Can't You Hear Me Knocking? (2015); Sadie din Girls Night Out (2017); Alicia Rutherford din Workin' Moms; Joy Harper din serialul de televiziune Good Witch (2020). Barrell a jucat în filme, ca: The Scarehouse (rolul Jaqueline Gill, 2014), My Ex-Ex (rolul Mary, 2015), Definition of Fear (rolul Victoria Burns, 2015). Compania sa de producție, Kit Media, a produs mai multe scurtmetraje, iar scurtmetrajul ei de comedie Issues (2013), a fost recunoscut drept unul dintre cele mai bune scurtmetraje ale anului. Kit Media a fost redenumită Blue Eyed Bandit în 2018. Filmul lui Barrell, Dissecting Gwen, bazat pe propria poveste, a câștigat premiul pentru cel mai bun scenariu în 2017, acordat de Women in Film & Television-Toronto și a fost premiat cu premiul pentru cel mai bun scurtmetraj de comedie la Festivalul Canadian de Film pentru Diversitate din 2017. În plan personal, Barrell este o susținătoare a programului Pink Box al GIRL TALK Empowerment, o organizație canadiană care „inspiră, împuternicește și mobilizează fetele pentru a deveni schimbătoare ale lumii”. Ea este căsătorită cu actorul Ray Galletti, pe care l-a cunoscut pe platourile de filmare ale serialului Ex-Ex-ul meu. S-au logodit în 2016 și s-au căsătorit în 2017. Au doi copii: un fiu, Ronin Barrell Galletti, născut pe 8 septembrie 2021, și o fiică, Celeste Monique Barrell Galletti, născută pe 21 mai 2024.