1930. október 7-én született szegény makói családban, a város árvaházában nőtt fel. Nyolcévesen a szegedi színházban játszott gyermekszínészként, és tizenöt évesen már tudta, hogy színésznő lesz. A Színiakadémián Gellért Endre osztályában Hacser Józsa, Horváth Teri, Psota Irén, Soós Imre, Váradi Hédi volt az osztálytársa. Diplomáját kézhez véve 1952-ben a Nemzeti Színházhoz szerződött, az ország első társulatának tizennyolc évig volt a tagja.

Az állandó megújulásra törekvő színésznő 1970-ben egyik alapítója volt a legendás 25. Színháznak, ahol kollégáinak többsége a főiskoláról frissen kikerült fiatal színész vagy amatőr volt. Még a nevet is ő találta ki, ez volt ugyanis a huszonötödik színház Magyarországon.

Nagy lelkesedéssel vett részt a színház formai megújulásokat kereső művészi programjában, a hazai alternatív színjátszás egyik megteremtője lett. Izzó hangulatú, szinte lázas előadások részese volt, s mivel jelmezre sem volt pénzük, az előadásokon sokszor mezítláb játszottak. Itt élhette ki először rendezési vágyát is, a többi közt színpadra állította Don Quijote Gyurkó László-féle történetét. Négy év múlva, 1974-ben, amikor az amatőrök helyét szakmabeliek foglalták el, visszaszerződött a Nemzetibe. Két évig - Marton Endre igazgatása alatt - jól érezte magát, sokat játszott, utána viszont úgy érezte, mellőzik. 1985-ben Győrbe ment, ahol elhalmozták szerepekkel, minden műfajban kipróbálhatta magát. Még a Csárdáskirálynő című Kálmán Imre-operett Cecíliáját is eljátszhatta, Madách Tragédiájában nő létére ő volt Lucifer. 1991-ben a kecskeméti Katona József Színház tagja lett, ahol megkapta Orbánné parádés szerepét Örkény Macskajáték című drámájában.

Sokat dolgozott, nem kímélte magát, még akkor sem, amikor egy szívroham képében megérkezett az első figyelmeztető jel. 1993-ban nagy szerepálma, Az öreg hölgy látogatása főszerepére készült, amikor agyvérzést kapott. Nagyon súlyos állapotban került kórházba, jobb oldala teljesen lebénult, beszélni nem tudott, egy ideig nem is látott. Az orvosok nem sok jóval biztatták, azt mondták, hogy többé nem fog tudni járni, beszélni, de ő emberfeletti erőfeszítéssel mindkettőt megtanulta újra. Előbb csak magában szavalt verseket, majd hangosan olvasott, járni úgy tanult, hogy ötödik emeleti lakásából lifttel lement a földszintre, hogy gyalog visszalépcsőzzön. Fokozatosan a színpadra is visszatért: betegsége után egy évvel egy szöveg nélküli szerepben, az esztergomi várszínház A szentek kútja című előadásában néma koldusasszonyként lépett színpadra, majd Lorca Vérnász című drámájában kapott tizenöt mondatos szerepet az Új Színházban.

Legendásan szép orgánuma a pódiumon is kiválóan érvényesült, gyakran mondott verseket, legtöbbször József Attila, Nagy László és Weöres Sándor műveit. A "színészkirály" Latinovits Zoltán letérdelt és kezet csókolt neki, miután hallotta előadásában Nagy László Menyegző című költeményét. A színésznőnek irodalmi lemezei is megjelentek, a Sebő együttessel Játszani is engedd címmel közös zenei albumot adott ki, zenés-verses műsorukkal együtt járták az országot. Több mint hetven évig volt színpadon, főbb szerepei: Adela (Lorca: Bernarda Alba háza), Kata (Shakespeare: A makrancos hölgy), Elektra (Gyurkó László: Szerelmem, Elektra). 2002-ben ő is szerepelt az új Nemzeti Színház nyitóelőadásán, Madách Imre Az ember tragédiájában a Föld szellemét alakította. Ezt követően a Thália Színházban A nénikém és én című kétszemélyes színműben, majd Földessy Margit hívására A lovakat lelövik, ugye?... című darabban vállalt szerepet.

Több filmben is játszott (Kis Katalin házassága, 1950; Égi madár, 1957; Próféta voltál, szívem, 1968; Örökbefogadás, 1975). Az István, a király című rockopera bemutatóján, 1983-ban a címszereplő anyját, Saroltot alakította. Egyik utolsó filmes munkája a Sacra Corona című történelmi dráma volt 2001-ben.

Berek Kati művészete elismeréseként két alkalommal is megkapta a Jászai Mari-díjat (1957, 1963). 1973-ban a szép magyar beszédért odaítélt Kazinczy-díjjal tüntették ki. 1970-ben érdemes művész, 1988-ban kiváló művész, 2000 augusztusában a Nemzet Színésze kitüntető cím első tizenkét tulajdonosának egyike lett. 2007-ben a Halhatatlanok Társulatának Örökös Tagja, a következő évben Budapest díszpolgára lett. Tájkép magammal címmel 2004-ben életrajzi kötete jelent meg.

Tarlós István főpolgármester közleményben tudatta, hogy fájdalommal értesült Berek Katalin halálának híréről. Mint írta, a színésznő "több évtizedes kiemelkedő színészi munkásságáért, az új törekvéseket támogató színházszervező munkájáért, a magyar költészet népszerűsítésében vállalt elkötelezett előadási és pedagógiai tevékenységéért kapta meg 2008-ban a Budapest díszpolgára elismerést". A Fővárosi Önkormányzat Berek Katalint saját halottjának tekinti.