Sie wurde am 29. Januar 1499 in Sachsen geboren. Ihre Mutter war eine geborene Haugewitz, und ihr Vater war Hans F. Mergenthal.
Bora war eher vertrauenswürdig und geschäftstüchtig als zart und weiblich.
Da sie, wie er erzählte, stets eine fromme und treue Ehefrau war, setzte Luther sie in seinem Testament als Alleinerbin seines gesamten Vermögens ein, und zwar so lange, bis sie wieder heiratete. Nach Luthers Tod (1546) erhielt die Witwe finanzielle Unterstützung vom dänischen König Christian III. und dem sächsischen Kurfürsten Johann Friedrich.
Nach der Einnahme Wittenbergs im Mai 1547 reiste Katharina nach Magdeburg und von dort mit Melanchthon nach Braunschweig. Um ansteckenden Krankheiten zu entgehen, kehrte sie 1652 nach Wittenberg zurück und zog dann nach Torgau, wo sie am 20. Dezember 1562 verstarb. Auf ihrem Denkmal in der Torgauer Marienkirche ist sie in Lebensgröße abgebildet.
Nach Martin Luthers Tod
Trotz seines schlechten Gesundheitszustandes wurde Martin Luther bis zu seinem Tod im Februar 1546 hervorragend betreut. Seitdem befindet sich die an der Schwelle zum Alter stehende 47-jährige Katharina in einer gefährlichen Lage und muss sogar gegen die sächsische Justiz und das Stadtrecht ankämpfen, die sie zwingen wollen, sich mit einem Stuhl und Kleidern als Vermächtnis in ein Hospiz für Witwen zurückzuziehen. Er wird durch den Smalkadischen Krieg 1546 gezwungen, die Stadt zu verlassen, um nach Magdeburg zu gehen. Sie muss noch einmal nach Braunschweig fliehen, bevor sie im Juli desselben Jahres nach Wittenberg zurückkehrt und dort ihre verlassenen Gebäude und ihr Depot vorfindet. Doch Katharina blieb dort bis 1552, als eine Pestepidemie und ein finanzielles Problem sie zwangen, nach Torgau zu gehen. Nach dem Vorfall werden die Pferde vor den Toren der Stadt alarmiert, und Katharina stürzt vom Wagen. Nachdem sie ein zertrümmertes Becken und zahlreiche andere Leiden überwunden hatte, starb Katharina am 20. Dezember.