Catherine Gravel est titulaire d’un baccalauréat en microbiologie de l’Université Laval (2001), d’une maîtrise en physiologie-endocrinologie (2003) ainsi que d’un diplôme d’études supérieures spécialisées (D.E.S.S) en administration des affaires (2013) de l’Université Laval.

À la suite de l’obtention de sa maîtrise, elle a travaillé plus de sept ans à titre de professionnelle de recherche au Centre de recherche en biologie de la reproduction (CRBR) où elle a étudié l’expression génique de l’ovule et du développement embryonnaire précoce à l’aide, notamment, de la production de biopuces à ADN. Par la suite, elle a occupé un poste de spécialiste en sciences biologiques au laboratoire de cytogénétique du CHU de Québec.

C’est en septembre 2015 que madame Gravel s’est jointe à l’INESSS, à titre de professionnelle scientifique en santé, au sein de l’équipe de la biologie médicale de la Direction de l'évaluation des médicaments et des technologies à des fins de remboursement.