Fille de Charles de France, comte de Valois, et de Catherine de Courtenay. Très jeune, elle fut fiancée à Hugues V, duc de Bourgogne, mais à la mort de sa mère en 1307, son père se rendit compte qu’elle n’avait pas de fils et que Catherine II était l’héritière du titre d’empereur latin de Constantinople.
Charles de Valois préféra avoir un gendre capable de reconquérir Constantinople et entreprit de faire rompre les fiançailles.
Elle épousa à Fontainebleau en 1313 Philippe d’Anjou, prince de Tarente, fils du roi de Naples Charles II et de Marie de Hongrie.