Katherine Sian Moennig est une actrice américaine née le 29 décembre 1977 à Philadelphie aux États-Unis.

À l'âge de 18 ans, elle est venue vivre à New York où elle s'est inscrite à l'American Academy of Dramatic Arts pour devenir actrice. Elle est apparue en 1999 dans le clip Is anybody home? du groupe canadien Our Lady Peace. Elle a auditionné pour le rôle principal de Boys Don't Cry finalement obtenu par Hilary Swank.
Elle est connue pour son rôle dans la série à faible succès Young American où elle joue le rôle de Jacqueline « Jake » Pratt, une fille se faisant passer pour un garçon dans un internat. Parmi les autres élèves, Hamilton, le fils du directeur découvre qu'il éprouve des sentiments pour elle.
Elle a été cependant révélée principalement dans la célèbre série télévisée The L Word où elle joue Shane, une coiffeuse lesbienne2 qui multiplie les relations sexuelles et amoureuses sans jamais faire dans le durable.

Elle est la nièce du producteur Bruce Paltrow et de l'actrice Blythe Danner. Elle est aussi la cousine de Jake Paltrow (réalisateur), Gwyneth Paltrow (actrice et chanteuse) et Hillary Danner (actrice).
Son père William Moennig était luthier et sa mère danseuse à Broadway. Son père est décédé d'un cancer, ce qui a poussé Katherine à s'impliquer dans des œuvres de lutte contre des maladies incurables. Elle a un demi-frère et une demi-sœur qui travaillent dans l'entreprise de son père.