Katja Riemann, geboren am 1. November 1963 in Kirchweyhe bei Bremen, erhielt als Jugendliche Ballettunterricht sowie Gitarren- und Klavierstunden und strebte nach dem Abitur 1983 zunächst eine Karriere als Tänzerin an. Ihr Studium der Tanzpädagogik in Hamburg brach sie jedoch nach nur einem Semester ab, um sich der Schauspielerei zu widmen. In diesem Fach studierte sie von 1984 bis 1986 an der Hochschule für Musik und Theater in Hannover sowie von 1986 bis 1987 an der Otto-Falckenberg-Schule in München; darüber hinaus hospitierte sie am Westfälischen Landestheater in Castrop-Rauxel.

Noch während ihres Studiums engagierte Dieter Dorn sie für das Ensemble der Münchner Kammerspiele. Zwischen 1987 und 1989 stand sie unter anderem als Lieschen in "Faust", als die Blinde in Botho Strauß' "Die Besucher" und Frau Galy Gay in Brechts "Mann ist Mann" auf der Bühne. Von 1990 bis 1992 hatte sie ein Engagement am Berliner Schillertheater. Hier sah man sie unter anderem als Amalia in Inszenierungen von Schillers "Die Räuber" und Hauptmanns "Die Ratten".

Parallel zu ihrer Bühnenlaufbahn sammelte Riemann erste Erfahrungen als Film- und Fernsehschauspielerin. So gab ihr Peter Beauvais 1986 eine Hauptrolle in seiner letzten Arbeit, dem historischen TV-Film "Sommer in Lesmona" – mit Erfolg: Riemann wurde für ihre erste Filmrolle prompt mit dem Adolf-Grimme-Preis ausgezeichnet. Es folgten weitere TV-Arbeiten, so etwa in dem Schimanski-Tatort "Katjas Schweigen" (1989) und in der zehnteiligen Serie "Regina auf den Stufen" (1992) über die Ära des deutschen Wirtschaftswunders.

Der große Durchbruch gelang Riemann 1993 mit zwei erfolgreichen Kinofilmen: In Peter Timms Komödie "Ein Mann für jede Tonart" spielte sie an der Seite von Uwe Ochsenknecht die weibliche Hauptrolle; und in Katja von Garniers großem Überraschungserfolg "Abgeschminkt!" begeisterte sie das Publikum als wuselige Comiczeichnerin im Beziehungsstress. Garniers knapp einstündiger Abschlussfilm an der Münchner Hochschule für Fernsehen und Film löste einen Boom deutscher Beziehungskomödien aus, als deren Protagonisten vor allem Katja Riemann und der junge Til Schweiger galten. Gemeinsam standen die beiden in Sönke Wortmanns überaus erfolgreichem "Der bewegte Mann" (1994) vor der Kamera. Riemann spielte darin eine selbstbewusste Münchnerin, die ihren untreuen Freund vor die Tür setzt – worauf dieser in einer Schwulen-WG unterkommt. Eine ähnliche Rolle spielte sie in Rainer Kaufmanns "Stadtgespräch" (1995) als Radiomoderatorin, die sich unwissentlich in den Mann einer Freundin verliebt und sich außerdem mit einer dominanten Mutter und einem schwulen Bruder herumärgern muss. Für ihre Leistung in diesem Film und in Rainer Matsutanis Komödie "Nur über meine Leiche" (1995) erhielt sie den Bayerischen Filmpreis sowie den Deutschen Filmpreis in Gold als Beste Darstellerin.

Weit weniger erfolgreich war "Nur aus Liebe" (1996), eine Mischung aus Romanze und Actionfilm nach amerikanischem Vorbild, mit Hannes Jaenicke in der männlichen Hauptrolle. Umso größerer Popularität erfreute sich im Jahr darauf Katja von Garniers zweiter Kinofilm "Bandits", die Geschichte einer Frauenband und ihrer waghalsigen Flucht aus dem Gefängnis. Trotz überwiegend negativer Kritiken zog der Film ein Millionenpublikum an. Riemannn, die eigens für diese Produktion Schlagzeug lernte, wurde mit dem Bayerischen Filmpreis ausgezeichnet.

Im gleichen Jahr kam mit der Verfilmung des Ingrid-Noll-Bestsellers "Die Apothekerin" ihre vierte Zusammenarbeit mit dem Regisseur Rainer Kaufmann in die Kinos. Riemann spielte darin die Titelrolle einer nach außen hin sich harmlos gebenden Männermörderin. Für beide Rollen wurde sie erneut mit dem Deutschen Filmpreis geehrt.

Durch ihre Rollen in Filmen wie Joseph Vilsmaiers "Comedian Harmonists" (1997) und Kai Wessels "Goebbels und Geduldig" (2001) als Eva Braun erarbeitete sie sich schließlich auch die Anerkennung als ernsthafte Charakterdarstellerin. Für ihre Verkörperung einer zivilcouragierten Frau im "Dritten Reich" in "Rosenstraße" wurde sie beim Venedig Filmfestival 2003 als Beste Darstellerin preisgekrönt. Zwei Jahre später folgte für ihre Rolle in Oskar Roehlers "Agnes und seine Brüder" ein dritter Deutscher Filmpreis, diesmal in der Kategorie "Beste Nebendarstellerin".

Mit Margarethe von Trottas Psychodrama "Ich bin die Andere" (2006), Alain Gsponers "Das wahre Leben" (2006) für den sie den Grimme Preis erhielt, Dani Levys Satire "Mein Führer" (2007), erneut als Eva Braun, Rainer Kaufmanns Beziehungsstudie "Ein fliehendes Pferd" (2007) und Hardi Sturms eigenwilliger Science-Fiction-Komödie "Up! Up! To the Sky" (2008) setzte sie ihre Auftritte in ambitionierten, thematisch sehr unterschiedlichen Kinofilmen konsequent fort.

Danach wirkte sie in Nebenrollen in der aufwändigen "Event"-Zweiteiler "Vulkan" (2009, TV) und in "Die Grenze" (2010, TV) mit. In der Kinokomödie "Die Relativitätstheorie der Liebe" (2011) schlüpfte sie mit Olli Dittrich in vier miteinander verwobenen Episoden jeweils in die Rolle eines Liebespaares.

2012 konnte man Riemann in drei sehr unterschiedlichen Kinofilmen sehen: In Bora Dagtekins Komödie "Türkisch für Anfänger" hatte sie einen Auftritt als Wissenschaftlerin, die auf einer einsamen Insel das Leben eines Kannibalenstammes erforscht; in "Ausgerechnet Sibirien" gab sie die geschiedene Ehefrau eines von Joachim Król gespielten Logistikfachmanns, den es wider Willen nach Sibirien verschlägt; und in dem (bereits 2011 in der Schweiz uraufgeführten) Drama "Der Verdingbub" (D/CH) beeindruckte sie als hartherzige Bäuerin, die auf ihrem Hof einen Waisenjungen wie einen Sklaven hält.

Nach Nina Grosses Drama "Das Wochenende" (2013), in dem Riemann die frühere Geliebte eines EX-RAF-Mitglieds spielt, sowie einigen Fernsehproduktionen, darunter Xaver Schwarzenbergers "Clarissas Geheimnis" (2012) und Stefan Krohmers "Verratene Freunde" (2013), verkörperte sie in Bora Dagtekins Kassenhit "Fack Ju Göhte" eine energische Schuldirektorin. Für diese Leistung wurde sie für den Deutschen Filmpreis 2014 als beste Schauspielerin in einer Nebenrolle nominiert.

Von ihrer komödiantischen Seite zeigte Riemann sich auch in "Er ist wieder da" (2015), als ehrgeizige Chefin eines TV-Senders. Regisseurin Laura Lackmann besetzte sie in "Mängelexemplar" (2016) als Mutter der Hauptfigur, in der Romantikkomödie "SMS für dich" (2016) hatte sie eine Nebenrolle als Schlagersängerin.

Fürs Fernsehen spielte Riemann unter anderem die Titelrolle einer Telefonseelsorgerin in der 2016 neu gestarteten, bislang zwei Folgen umfassenden Krimireihe "Emma nach Mitternacht". Im gleichen Jahr gab sie in dem Journalismus-Thriller "Tödliche Geheimnisse" (TV) eine skrupellose Konzernchefin. Außerdem gehörte sie zum Ensemble von Feo Aladags "Der Andere - eine Familiengeschichte" (2016).

Auf der Kinoleinwand spielte Katja Riemann an der Seite von Emilia Schüle und Iris Berben in der Komödie "High Society" (Start: September 2017), in "Fack ju Göhte 3" (Start: Oktober 2017) und in Margarethe von Trottas Komödie "Forget About Nick" (Start: Dezember 2017).

2018 hatte Riemann eine Hauptrolle in Oskar Roehlers viel diskutierter Thor-Kunkel-Verfilmung "HERRliche Zeiten", einer Satire über eine wohlhabende Landschaftsarchitektin, die gemeinsam mit ihrem Mann zwei "Haussklaven" einstellt. Im gleichen Jahre feierte bei den Hofer Filmtagen das Drama "Goliath96" Premiere; darin spielte Riemann eine alleinerziehende Mutter, deren erwachsener Sohn sich seit zwei Jahren in seinem Zimmer einschließt. Der offizielle Kinostart erfolgte im April 2019. Danach spielte Riemann Hauptrollen in dem Familienfilm "Sprite Sisters - Vier zauberhafte Schwestern" (2019, Regie: Sven Unterwaldt Jr.) und in dem Drama "Valeska" (DE/AT/BE 2019, Regie: Jakob Moritz Erwa), über die Geschichte des ersten Transgender-Models Valeska Réon.