A l’âge de 19 ans, Catherine Cantin entre à l’Orchestre de l’Opéra de Paris en tant que Première flûte super soliste. Son répertoire s’étend de la musique baroque (flûte en bois) à la musique contemporaine (flûte en platine, piccolo, flûte alto et flûte basse).
Catherine Cantin s’est produite en soliste dans le monde entier : Europe, Etats- Unis, Russie, Japon où elle a joué avec le New Japan Philharmonic Orchestra et le NHK Symphony Orchestra, notamment sous la direction de Seiji Ozawa.
En 1994, à l’Opéra de Paris, Catherine Cantin a participé à la création mondiale du « Concert à Quatre » qu’Olivier MESSIAEN lui a dédié ainsi qu’à Yvonne LORIOD, Mtislav Rostropovitch, Heinz Holliger et Myung-Whun Chung. En 1998, elle crée le Concerto pour flûte, flûte alto et piccolo de Frédéric van Rossum, à Anvers et Gand, dans le cadre du Festival des Flandres.
Depuis 2015, Catherine Cantin est professeur à l’École normale de musique de Paris.