Als Tochter der Schauspielerin Sabine Thalbach und des Regisseurs Benno Besson, dem späteren Intendanten der Volksbühne Berlin, am 19. Januar 1954 in Berlin geboren, absolvierte Katharina Thalbach bereits im Alter von vier Jahren erste Kinderrollen.

Ihre erste „richtige“ Bühnenrolle hat sie mit 15 als Hure Betty in der Dreigroschenoper in der Inszenierung von Erich Engels. Im Kino ist sie bald auch zu sehen, so etwa 1974 in Egon Günthers DEFA-Produktion Lotte in Weimar neben Lilli Palmer.

Im Dezember 1976 zog Katharina Thalbach im Zuge der DDR-Ausbürgerung Wolf Biermanns mit ihrem damaligen Ehemann, dem Schriftsteller Thomas Brasch, nach West-Berlin. Auch in West-Deutschland hatte sie bald erfolgreiche Theaterengagements, etwa in der Kölner Kleist-Inszenierung Käthchen von Heilbronn von Jürgen Flimm, für deren Verkörperung der Titelheldin sie von der ZeitschriftTheater heute zur „Darstellerin des Jahres 1980“ gewählt wurde.

Im Kino wurde Katharina Thalbach bald einem größeren Publikum durch ihre Präsenz in mehrfach preisgekrönten Produktionen bekannt, darunter waren Margarethe von Trottas Das zweite Erwachen der Christa Klages (1977), der Oscar-Preisträgerfilm Die Blechtrommel (1979), Engel aus Eisen (1980) unter der Regie ihres Mannes Thomas Brasch oder Leander Haußmanns DDR-Retro Sonnenallee (1999).

Jüngere Arbeiten sind das vielfach ausgezeichnete Miniserie Die Manns, der Fernsehfilm Goebbels und Geduldig (beide 2000), die zwei Teile des TV-Movies Der Job ihres Lebens (2002 bzw. 2004), Die Quittung (2003), Kabale und Liebe (2004) unter der Regie von Leander Haußmann, Jo Baiers Nicht alle waren Mörder (2005) und der Kinofilm Offset (2005) von Didi Danquart.

Filmographie — Katharina Thalbach (Auswahl)

2010
Hanni & Nanni (Regie: Christine Hartmann)
Henri 4 (Regie: Jo Baier)

2008
Commissario Laurenti — Der Tod wirft lange Schatten (TV) (Regie: Hannu Salonen)
Deadline — Blutspur (TV) (Regie: Andreas Herzog)
Deadline — Mutprobe (TV) (Regie: Andreas Herzog)

2007
Der Mond und andere Liebhaber (Regie: Bernd Böhlich)
Die drei Räuber (Regie: Hayo Freitag)
Mrs. Ratcliffe’s Revolution (Regie: Billie Eltringham)
Du bist nicht allein (Regie: Bernd Böhlich)
Hände weg von Mississippi (Regie: Detlev Buck)
Fürchte dich nicht (TV) (Regie: Christiane Balthasar)

2006
Nicht alle waren Mörder (TV) (Regie: Jo Baier)
Strajk — Die Heldin von Danzig (Regie: Volker Schlöndorff)
Der Räuber Hotzenplotz (Regie: Gernot Roll)
Pommery und Leichenschmaus (TV) (Regie: Manfred Stelzer)
Offset (Regie: Didi Danquart)

2005
Kabale und Liebe (TV) (Regie: Leander Haußmann)
NVA (Regie: Leander Haußmann)
Pommery und Hochzeitstorte (TV) (Regie: Manfrd Stelzer)
Polizeiruf 110 — Dettmanns weite Welt (TV) (Regie: Bernd Böhlich)

2004
Der Job seines Lebens 2 (TV) (Regie: Hajo Gies)
Die Quittung (TV) (Regie: Nikolaus Stein von Kamienski)
König der Diebe (Regie: Ivan Fíla)

2003
Der Job seines Lebens (TV) (Regie: Rainer Kaufmann)

2002
Pommery und Putenbrust (TV) (Regie: Manfred Stelzer)
Harte Brötchen (Regie: Tim Trageser)

2001
Die Manns (TV) (Regie: Heinrich Breloer)
Goebbels und Geduldig (Regie: Kai Wessel)
Zwei Brüder — Abschied (TV) (Regie: Andy Bausch)
Der Hauptmann von Köpenick (TV) (Regie: Katharina Thalbach)

1999
Tatort — Martinsfeuer (TV) (Regie: Nikolaus Stein von Kamienski)
Der Vulkan (Regie: Ottokar Runze)
Sonnenallee (Regie: Leander Haußmann)

1998
Der Eisbär (Regie: Til Schweiger)
Solo für Klarinette (Regie: Nico Hofmann)

1997
Unter die Haut (TV) (Regie: Christoph Schrewe)

1994
Alles auf Anfang (Regie: Reinhard Münster)

1993
Kaspar Hauser (Regie: Peter Sehr)

1990
Good Evening, Mr. Wallenberg (Regie: Kjell Grede)
Vorwärts (Regie: René Perraudin)
Der achte Tag (Regie: Reinhard Münster)

1986
Paradies (Regie: Doris Dörrie)
Väter und Söhne (TV) (Regie: Bernhard Sinkel)

1980
Engel aus Eisen (Regie: Thomas Brasch)

1979
Die Blechtrommel (Regie: Volker Schlöndorff)

1977
Das zweite Erwachen der Christa Klages (Regie: Margarethe von Trotta)

1976
Die Leiden des jungen Werthers (Regie: Egon Günther)

1974
Lotte in Weimar (Regie: Egon Günther)