Katrin Olsen ist auf den Färöern geboren und aufgewachsen, aber zog 1999 nach Kopenhagen, um Medizin zu studieren. Sie ist im Københavns Roklub (Kopenhagener Ruderklub) organisiert und wohnt in Lyngby.
Ihre Karriere begann 1995 im färöischen Rudersport im landestypischen Färöboot beim Tórshavner Róðrarfelagið Knørrur. Rudern ist auf den Färöern Nationalsport und auch unter Frauen und Mädchen sehr beliebt. Die Färöboote haben keine Ausleger und keine Rollsitze, dafür sind sie seetüchtig. Katrin Olsen wurde im Färöboot zweimal färöischer Meister (1997 und 1999 mit dem Sechser Jarnbardur), aber die Umstellung auf die international üblichen Rennruderboote in Dänemark war nach eigenen Angaben „fast ein Schock“. Ihr Trainer Vagn Nielsen bildete sie jedoch an den ungewohnten Auslegerbooten aus, und seit 2002 trainiert sie mit der dänischen Nationalmannschaft.
Beim Ruder-Weltcup im österreichischen Ottensheim im Juni 2007 verwies sie zusammen mit Mannschaftskollegin Juliane Elander Rasmussen die amtierenden Weltmeisterinnen Fan Xuefei und Liu Jing auf Platz drei im Doppelzweier. Am 15. Juli 2007 gewannen Olsen und Rasmussen den World Cup in Luzern und wurden damit Gesamtweltcupsieger 2007.
In Dänemark machte man sich seitdem ernsthafte Hoffnungen auf das erste Gold bei Ruder-Weltmeisterschaften seit 1994 bei den Weltmeisterschaften 2007 in München. Da Olsen/Rasmussen im Semifinale am 31. August wie erhofft unter die ersten sechs kamen, war der dänische Frauen-Doppelzweier automatisch für die olympische Ruderregatta 2008 qualifiziert. Katrin Olsen war damit der erste Mensch von den Färöern, der an Olympischen Spielen teilnahm. Beim WM-Finale am 2. September ruderten Olsen und Rasmussen auf den dritten Platz und kamen zeitgleich mit den Deutschen Berit Carow und Marie-Louise Dräger ins Ziel.
Weiterhin hält Katrin Olsen den färöischen Landesrekord der Damen über 2000 m auf dem Ruderergometer.
Erfolge
1997 – 1. Platz bei den färöischen Meisterschaften im Sechser Jarnbardur
1999 – 1. Platz bei den färöischen Meisterschaften im Sechser Jarnbardur
18. September 2001 – 2. Platz bei den dänischen Meisterschaften in Maribo im schweren Doppelvierer
18. September 2001 – 1. Platz bei den dänischen Meisterschaften in Maribo im schweren Achter
5. Oktober 2002 – 2. Platz bei den dänischen Meisterschaften auf dem Bagsværd-See in Kopenhagen im leichten Doppelzweier
21. Juni 2003 – 13. Platz beim Ruder-Weltcup in München im leichten Doppelzweier
13. Juli 2003 – 5. Platz beim Ruder-Weltcup in Luzern im leichten Doppelvierer
1. September 2003 – 6. Platz bei den Weltmeisterschaften in Mailand im leichten Doppelvierer
19. Juni 2004 – 16. Platz beim Ruder-Weltcup in Luzern im leichten Einer
10. Juli 2005 – 2. Platz beim Ruder-Weltcup in Luzern im leichten Doppelvierer
4. September 2005 – 2. Platz bei den Weltmeisterschaften in Gifu im leichten Doppelvierer
26. Mai 2006 – 15. Platz beim Ruder-Weltcup in München im leichten Doppelzweier
16. Juni 2006 – 2. Platz beim Ruder-Weltcup in Posen im leichten Einer
9. Juli 2006 – 5. Platz beim Ruder-Weltcup in Luzern um schweren Doppelvierer
27. August 2006 – 2. Platz bei den Weltmeisterschaften in Eton im leichten Doppelvierer
16. September 2006 – 3. Platz bei den dänischen Meisterschaften im schweren Einer
20. Mai 2007 – 1. Platz bei der Internationalen Hügelregatta in Essen im leichten Doppelzweier
3. Juni 2007 – 1. Platz beim Ruder-Weltcup in Linz/Ottensheim im leichten Doppelzweier mit Juliane Rasmussen