Catherine Dehollain est diplômée ingénieur électricien et Docteur ès sciences techniques de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, où elle a effectué des recherches dans le domaine des filtres électriques. Elle est auteur de plusieurs publications scientifiques. De 1984 à 1990, elle a travaillé dans le domaine des télécommunications au Centre Européen de Recherche de Motorola à Genève. Depuis 1995, elle est responsable du groupe "circuits intégrés radio-fréquences" au Laboratoire d'Electronique Générale de l'EPFL où elle étudie de nouvelles techniques de transmission de données sans fil à courte distance à très faible consommation. Elle a été nommée Maître d'Enseignement et de Recherche (MER) de l'EPFL en mars 2006.