Soprannominata The Iron Lady per le numerose gare e manifestazioni alle quali era solita partecipare, è la primatista mondiale dei 200 m misti in vasca lunga e dei 100 e 200 m misti in vasca da 25 metri. Detiene, inoltre, sette record europei e trentadue primati nazionali tra vasca corta e vasca lunga.
Nel 2009, all'età di soli vent'anni, si laureò campionessa mondiale e primatista europea dei 400 m misti. Quattro anni più tardi tornò al successo nell'edizione iridata di Barcellona, durante la quale vinse l'oro in entrambe le distanze della specialità.
Dal 2012 al 2016 gareggiò con successo nelle rispettive edizioni di Coppa del Mondo, vincendone cinque consecutive. In particolare, nel 2013 si distinse per i sei record del mondo battuti, il grande numero di finali affrontate e il cospicuo montepremi finale raggiunto. Anche l'anno successivo fece parlare di sé stabilendo, nella stessa manifestazione, altri cinque primati mondiali. Grazie alle 309 medaglie d'oro complessive, infranse il record storico della manifestazione dei 105 ori vinti da Martina Moravcová. Entrò nella storia della Coppa del Mondo quando ad Hong Kong vinse 10 titoli, diventando così la prima atleta in assoluto a conquistare un tale numero di medaglie d'oro in una sola tappa. Divenne anche la prima atleta della storia in grado di realizzare guadagni per oltre un milione di dollari, tenendo in considerazione solamente i premi vinti in competizioni di livello mondiale o continentale, escludendo quindi i proventi derivanti dagli sponsor.
Nel 2013 e nel 2014 fu eletta Nuotatrice europea dell'anno sia dalla rivista Swimming World Magazine che dalla LEN, con quest'ultima che l'ha premiata anche nei due anni successivi. Inoltre, nel 2014, 2015, 2016 e 2018 venne premiata come "FINA Athlete of the Year", il massimo riconoscimento attribuito dalla FINA. Nel 2016, alle Olimpiadi di Rio, si laurea campionessa olimpica dei 100 m dorso, dei 200 m misti e dei 400 m misti; in quest'ultima gara stabilisce anche il nuovo primato mondiale.
Vita privata Katinka cominciò a nuotare in patria all'età di cinque anni grazie al nonno. Gareggia per il Vasas Sport Club e debuttò in nazionale nel 2004 in occasione dei Giochi Olimpici di Atene. È laureata in psicologia presso la "University of South California" negli Stati Uniti e nel 2013 si è sposata con Shane Tusup, il quale è stato anche il suo allenatore e manager, fino alla separazione avvenuta nel maggio 2018.
Dal 2019 è legata a Máté Layber-Gelencsér: la coppia si è sposata nel 2022 e nel 2023 è nata la figlia Kamília.
Carriera 2004-2008: gli esordi e i primi risultati Nel 2004 debuttò nella nazionale ungherese di nuoto ai Giochi Olimpici di Atene, durante i quali gareggiò in un solo evento: i 200 m stile libero. Con un tempo d'iscrizione di 2'02"30, si presentò a bordo vasca per le fasi eliminatorie il 16 agosto. Concluse con un tempo tale che non le permise il passaggio di turno. Nell'inverno dello stesso anno gareggiò a Vienna agli europei in vasca corta. Disputò tre finali, ma solo nei 400 metri misti riuscì a conquistare il podio vincendo la medaglia di bronzo.
Nel 2005, all'età di 16 anni, partecipò agli europei giovanili di Budapest. Vinse la medaglia d'oro nei 200 metri stile libero e nei 400 metri misti. Arrivò seconda nei 400 metri stile libero e nelle staffette 4x200 e 4x100 m stile libero. Vinse anche una medaglia di bronzo negli 800 metri stile libero. Lo stesso anno, durante i campionati europei in vasca corta di Trieste, nuotò i 400 e gli 800 m stile libero e i 200 e i 400 m misti. In nessuna delle gare disputate riuscì a salire sul podio.
Nel 2006 debuttò alla rassegna continentale di Budapest, senza però riuscire a salire sul podio in nessuna delle gare da lei disputate. Ottenne gli stessi risultati anche in occasione della rassegna continentale in vasca corta di Helsinki. Anche nel 2007 non ottenne piazzamenti importanti: sia ai campionati mondiali di Melbourne sia agli europei in vasca corta a Debrecen non riuscì a salire sul podio.
Nel mese di marzo disputò gli europei di Eindhoven 2008, vincendo la medaglia d'argento nei 400 metri misti in 4'37"43 dietro ad Alessia Filippi, mentre si fermò alle batterie sia nei 100 che nei 400 metri stile libero. Infine, nei 200 metri misti ottenne un sesto posto in 2'15"23. Qualche mese più tardi, alle Olimpiadi di Pechino, gareggiò nei 200 e 400 metri misti. La sera del 9 agosto disputò le eliminatorie dei 400 che chiuse al 12º posto in 4'37"55 davanti alla connazionale Zsuzsanna Jakabos e la spagnola Mireia Belmonte Garcia. Tale risultato non le permise l'accesso alla finale. Due giorni più tardi tornò in vasca per la distanza più breve. Anche in quella occasione non riuscì ad andare oltre le batterie.
2009-2017: affermazione a livello mondiale
Medagliere 2009-2012 Partecipazione per Mondiali di Roma 2009 Oro RE Bronzo Bronzo RE Europei di nuoto di Budapest 2010 Oro Argento Argento Europei di nuoto di Debrecen 2012 Oro Oro Oro Argento
Nel 2009 vinse tre medaglie in occasione dei campionati mondiali di Roma e si impose per la prima volta a livello mondiale nella specialità dei misti. Vinse l'oro nei 400 metri misti in 4'30"31 davanti a Kirsty Coventry e Stephanie Rice. Ottenne il bronzo sia nei 200 metri misti in 2'07"46, sia nei 200 metri delfino conclusi in 2'04"28. In tutte e tre le gare disputate divenne anche la primatista continentale. Durante la rassegna iridata romana partecipò anche alle tre staffette.
Nel 2010 gareggiò alla rassegna continentale nella città di Budapest. Rispetto alle edizioni precedenti, ottenne maggiori soddisfazioni conquistando due ori e un argento, riuscendo ad andare a medaglia in tutte le gare individuali nelle quali era iscritta. Vinse l'oro nei 200 metri delfino in 2'06"71 e nei 200 metri misti in 2'10"09. Infine conquistò l'argento nei 400 metri misti dietro all'inglese Hannah Miley in 4'36"43. Nel mese di dicembre, durante i mondiali in vasca corta di Dubai nuotò i 200 m misti e 200 m delfino. In entrambe le gare entrò in finale, ma chiuse solo al quarto posto.
Ottenne minore successo ai mondiali di Shanghai quando tentò di difendere, senza riuscirvi, le medaglie ottenute due anni prima a Roma. Nel maggio 2012 gareggiò agli europei di Debrecen durante i quali vinse l'oro nei 200 e nei 400 metri misti, rispettivamente in 2'10"84 e 4'33"76, ma anche nei 200 metri delfino. Salì sul podio anche nella staffetta 4x200 m stile libero, nella quale vinse l'argento dietro la nazionale italiana.
Un paio di mesi più tardi prese parte all'Olimpiade di Londra, disputando tre eventi individuali e una staffetta. Il primo giorno di gare affrontò i 400 metri misti nei quali, dopo essersi qualificata per la finale con il terzo tempo, terminò al quarto posto in 4'33"49 dietro a Ye Shiwen, Elizabeth Beisel e Li Xuanxu. Il 30 luglio riuscì ad accedere alla finale dei 200 metri misti. Il giorno successivo disputò alla mattina le batterie dei 200 metri delfino, mentre la sera entrò in acqua per la semifinale nella quale per soli 32 centesimi non riuscì ad ottenere l'accesso alla finale. Pochi minuti dopo le fatiche del delfino, nuotò la finale dei 200 metri misti nella quale arrivò all'ottavo posto complessivo. Infine, il 1º agosto disputò con le compagne di squadra Ágnes Mutina, Evelyn Verrasztó e Zsuzsanna Jakabos la batteria della 4x200 m stile libero, concludendo ancora una volta un nono posto che non consentì l'accesso alla finale.
Nel mese di novembre, agli europei di Chartres, vinse la medaglia d'oro nei 200 metri delfino, nei 100 metri misti e nei 200 metri misti. Ottenne anche un secondo posto nei 400 metri misti dietro ad Hannah Miley. Durante la manifestazione prese parte anche alle finali dei 200, 400 e 800 metri stile libero. In finale di stagione, ai mondiali di Istanbul in vasca corta, conquistò due ori, due argenti ed un bronzo.
Nel biennio tra il 2013 ed il 2014 attirò su di sé l'attenzione per varie ragioni: il ritorno sul gradino più alto del podio a livello mondiale, il gran numero di manifestazioni alle quali partecipò, ma soprattutto i record del mondo battuti in vasca corta durante le due edizioni di Coppa del Mondo disputate nel biennio.
Medagliere 2013 Partecipazione per Mondiali di Barcellona Oro Oro Bronzo Europei di nuoto di Herning Oro Argento Argento Bronzo I mondiali di nuoto di Barcellona 2013 la videro nuovamente protagonista nei misti a quattro anni di distanza dall'edizione romana. Salì tre volte sul podio conquistando due ori ed un bronzo. Affrontò numerose gare in vari stili vincendo la doppietta iridata nei 200 e nei 400 metri misti e il bronzo nei 200 metri delfino. Nelle prime due gare si dimostrò subito la più forte nuotatrice riuscendo a vincere anche le fasi eliminatorie e di semifinale. Nei 200 metri misti andò a vincere l'oro in 2'07"92, a pochi decimi dal suo stesso record europeo. Nella distanza doppia andò all'attacco del record mondiale di Ye Shiwen sin dalla prima vasca. Dopo una frazione controllata nel delfino, forzò il passaggio nel dorso e nella rana. Ai 300 m virò con 2"10 secondi di vantaggio rispetto al passaggio della cinese in occasione del record mondiale registrato a Londra nel 2012. Nonostante l'enorme vantaggio accumulato durante la gara, negli ultimi 100 metri non riuscì a mantenere il passo della cinese e sfumò così il tentativo di infrangere il primato mondiale. Vinse l'oro in 4'30"41, davanti a Mireia Belmonte Garcia e Elizabeth Beisel, ad un solo decimo dal suo primato continentale. Durante i campionati scese in acqua anche nei 100 metri dorso, dei quali disputò solo la batteria conclusa al secondo posto in 59"40. L'impegno successivo furono i 200 metri dorso, nei quali si dovette accontentare del sesto posto.
A pochi giorni di distanza prese parte alla sua seconda edizione della Coppa del Mondo e nelle prime due tappe di Berlino ed Eindhoven fece segnare sei record del mondo nella specialità dei misti. Diventò inoltre la vincitrice della manifestazione per il secondo anno consecutivo. Nella stagione invernale, reduce dalle numerose gare disputate nella Coppa del Mondo, gareggiò ai consueti campionati europei in vasca corta a Herning. Nonostante in stagione si fosse dimostrata la più forte e polivalente nuotatrice in vasca corta, riuscì a vincere un solo oro nei 200 m misti. Conquistò un secondo posto nei 400 m misti dietro a Mireia Belmonte Garcia e nei 100 m misti, dove venne beffata da Rūta Meilutytė. Salì anche sul terzo gradino del podio nei 200 m dorso.
Medagliere 2014 Partecipazione per Europei di Berlino Oro Oro Oro Argento Bronzo Bronzo
Nel 2014, durante la rassegna continentale di Berlino vinse, in totale, cinque medaglie individuali e una in staffetta riuscendo a confermare la doppietta 200 e 400 metri misti, ottenuta anche due anni prima nella stessa manifestazione. Guadagnò il terzo oro ex aequo con la danese Mie Nielsen nei 100 m dorso. Fu medaglia d'argento nei 200 m sl che concluse in 1'56"69 alle spalle di Federica Pellegrini, mentre fu bronzo nei 200 m delfino in 2'07"28. Salì sul terzo gradino del podio anche nella staffetta 4x200 m sl dietro le nazionali di Italia e Svezia. Le medaglie conquistate derivano solo da una parte del suo programma di gare, dato che nell'arco dei campionati gareggiò in nove gare individuali più la staffetta, spaziando da tutte le distanze del dorso al delfino, oltre che nei misti e nello stile libero.