Katarina Leoson har under de senaste säsongerna debuterat på Metropolitan i New York som Maddalena i Rigoletto. Hon återvände senast dit som Marcellina i Figaros Bröllop. Hon har gästat Oper Frankfurt där hon gjort rollen som Lucia Vingradito i Rossinis Den tjuvaktiga skatan. Hon har sjungit Cornelia i Händels Julius Caesar på Finlands Nationalopera och Olga i Eugen Onegin på NorrlandsOperan.
Sedan 2001 tillhör Katarina Leoson solistensemblen på Kungliga Operan, där hon framträtt i roller som Maddalena i Rigoletto, Olga i Eugen Onegin, Tisbe i Askungen och titelrollen i Carmen. Under säsongen 2010/2011 sjöng hon titelrollen i Glucks Orphée i Mats Eks kritikerrosade produktion, samt rolldebuterade som Erda i Rhenguldet. Rollerna under de senaste säsongerna har omfattat Carmen i en nyproduktion signerad Vincent Boussard, Pauline i Spader Dam, Fricka i Valkyrian, Amastre i Händels Xerxes och Suzukii Madame Butterfly samt Geneviève i Pelléas och Mélisande.
Förra säsongen innefattade Ulrica i Maskeradbalen samt Erda i Rhenguldet och Siegfried och Första Nornan i Ragnarök.
Denna säsong medverkar hon som bl.a. Maddalena i Kungliga Operans nya Rigoletto signerad Sofia Jupither, samt Suzuki i Madama Butterfly.
Katarina Leoson studerade på Operahögskolan i Stockholm där hon tog examen 1998. Hon gjorde sin debut på Kungliga Operan i Stockholm redan 1996 som Tredje damen i Trollflöjten.
