Kiváló énekhangjára szülővárosában, Szentesen figyeltek fel, amikor kisgyerekként a templomban énekelt. 1972-ben kezdte meg tanulmányait a Zeneművészeti Főiskolán, tanárai közé tartozott Sipos Jenő, Forrai Miklós, Pernye András és Varasdy Emil. Még az intézmény növendéke volt, amikor második helyezést ért el a Lipcsei Nemzetközi Bach Versenyen. 1978-ban megkapta a Horváth Ádám által Verdi Otelló című művéből rendezett operafilm női főszerepét, amelyben Melis György és Simándy József oldalán, Ferencsik János vezénylete mellett mutatkozhatott be.

Diplomájának megszerzése után a Magyar Állami Operaház magánénekese lett, jobbnál jobb lehetőségeket kapott és az operairodalom legnagyobb lírai szopránszerepeit énekelhette-játszhatta el. Fellépéseit színpadi megjelenése, szenvedélyes énekstílusa tette emlékezetessé, szavai szerint szakmai fejlődésére Mikó András, Békés András, Szinetár Miklós rendezői instrukciói gyakoroltak nagy hatást. A világ számos országában énekelt, olyan elismert karmesterekkel dolgozott együtt, mint Jurij Szimonov, Lamberto Gardelli, Giuseppe Patane, Kobajasi Kenicsiro, Medveczky Ádám, Lukács Ervin, Drezdában Verdi Lombardok című operájának előadása után a lelkes közönség tizenhétszer hívta ki a függöny elé.

Pitti Katalin számos rendezésben énekelte Verdi Traviatáját, itthon és külföldön tizenhat éven át alakította Puccini Pillangókisasszonyának címszerepét, a Bohéméletben Mimi, Csajkovszkij Anyeginjében Tatjána szerepében hódította meg a közönséget. Romantikus alkatához a szenvedő nőalakok állnak közel, akik akár szó szerint is belehalnak a szerelembe.

Repertoárjában szerepelnek Bach, Mozart, Verdi, Liszt, Kodály művei, Maria Callas-estjét száznál többször adta elő. Az operett műfajában is otthonosan mozog, Lehár Víg özvegyének címszerepét énekelte a Margitszigeti Szabadtéri Színpadtól a bécsi Staatsoperig, először ezzel a szereppel vendégeskedett Tokióban. Volt Szaffi Johann Strauss A cigánybáró című dalművében, Liza Lehár Ferenc A mosoly országában, Sylvia a Csárdáskirálynőben és Marica grófnő, ő alakította a Jacoby Viktor Sybill című művéből készült tévéfilm főszerepét.

Pitti Katalin számos jótékonysági célú tevékenység részese és támogatója, sokszor koncertjeinek bevételét is ilyen célokra ajánlja fel. Hobbija a sport és a természetjárás. Ars poeticája szerint egy művésznek kötelessége, hogy tudását átadja a következő nemzedéknek, ezért emlékezetes számára a Savaria Egyetemi Központ zenei tanszékén eltöltött közel tíz év, ahol kinevezett docens volt. Számtalan helyen tartott órákat, hangképző tanár a tatai Menner Bernát zeneiskolában, az SZTE Bartók Béla Művészeti Kar Magánének Tanszékének oktatója.

Munkásságát több kitüntetéssel ismerték el, 1985-ben Liszt Ferenc-díjat, 1986-ban Oláh Gusztáv-emlékplakettet, 1995-ben Déryné-díjat és Artisjus-díjat, 2006-ban Bartók Béla-emlékdíjat kapott, 2011-ben Érdemes Művész lett. 2012-ben a Budapest díszpolgára címet adományozták neki, 2020-ban a Magyar Állami Operaház örökös tagja lett. (Demokrata)