Catharina Regina von Greiffenberg wird als Tochter des Freiherrn Johann Gottfried von Greiffenberg und seiner Frau Eva Maria, geb. Freiin von Pranck zu Reinthal und Frondsberg, auf Schloss Seisenegg in Niederösterreich geboren. Nach dem Tod ihres Vaters 1641 übernimmt ihr Oheim Hans Rudolph die Erziehung: Latein, Französisch, Spanisch, Italienisch, Geschichte, Rechts- und Staatswissenschaften gehören dabei ebenso zum häuslichen Studienprogramm wie Singen, Tanzen, Malen, Reiten und Jagen. Auf einer Reise nach Preßburg zehn Jahre später hat sie ein religiöses Durchbruchserlebnis. Sie studiert theologische und philosophische Schriften und unternimmt erste dichterische Versuche. Ihr geistiger Mentor wird der seinerzeit berühmte Übersetzer Johann Wilhelm von Stubenberg, durch dessen Vermittlung sie Aufnahme in den statutenlosen adligen Freundschaftsbund, die Ister-Gesellschaft, findet.

Unter Gleichgesinnten pflegt man „gottseeligen Zeitvertreib“ im Austausch religiöser Erfahrungen und begeht über das Medium Buch eine Art innere Emigration. Dichterisches Ergebnis dieser Zusammenkünfte wird das aus Catharinas Feder stammende emblematische Gesprächsspiel nach dem Vorbild Harsdörffers Tugend-Übung Sieben Lustwehlender Schäferinnen (um 1660). Darüber hinaus übersetzt sie die vier Gesänge des Triomphe de la Foy von Guillaume Saluste du Bartas (1660).

Die entscheidende Weichenstellung für ihren Einstieg in die Literaturszene vollzieht sich jedoch erst, als Stubenberg 1659 das geistige Oberhaupt des Pegnesischen Blumenordens Sigmund von Birken auf die Dichterin aufmerksam macht. Von diesem unterstützt und eingeleitet, erscheinen auf Veranlassung ihres Onkels und – so auf dem Titelblatt – ohne ihr Wissen die Geistlichen Sonette, Lieder und Gedichte zu Gottseeligem Zeitvertreib in Nürnberg (1662).

Im Sommer 1663 flieht Catharina zusammen mit ihrer Mutter vor den Türken nach Nürnberg; in dieser Zeit schreibt sie das fast 7000 Alexandriner umfassende Pamphlet Sieges-Seule der Buße und Glaubens, in dem sie zum Kampf gegen die Nachfahren Mohammeds aufruft. Es kommt zur ersten persönlichen Begegnung mit Sigmund von Birken, der im Auftrag ihres Onkels mit dem Markgrafen von Brandenburg-Bayreuth über die Möglichkeit einer Eheschließung zwischen ihr und dem Onkel verhandelt. Zur Einwilligung in die Ehe genötigt, wird Catharina von Greiffenberg 1664 mit Hans Rudolph in Frauenaurach bei Nürnberg getraut. Da die Rechtmäßigkeit der Verwandtenehe in Österreich wiederholt in Frage gestellt wird, sieht sich Birken noch 1669 veranlasst, eine Schutzschrift für Catharinas Ehe zu schreiben.

Nach der Inhaftierung und Freilassung Hans Rudolphs 1665/66 verfolgt Catharina zehn Jahre lang den Plan, Kaiser Leopold I. zum Protestantismus zu bekehren. Sie verfasst mehrere geheime allegorische Schriften und begibt sich mehrmals nach Wien, um sie in günstig scheinenden Momenten dem Kaiser zuzuspielen. Auf Bitten von Herzog Anton Ulrich von Braunschweig entsteht auch die Vorrede zum dritten Teil seiner Durchleuchtigen Syrerinn Aramena (1671).

Als ihr Mann 1677 stirbt, gerät Catharina in wirtschaftliche Not. In einem langwierigen Prozess vermag sie nur ihr mütterliches Erbe zu retten und emigriert 1680 endgültig nach Nürnberg, um bis zu ihrem Tod im bescheidenen Wohnsitz im St. Egidienhof an ihrem dreiteiligen Hauptwerk, den jeweils zwölf Andächtigen Betrachtungen der Passion (1672), der Menschwerdung / Geburt und Jugend (1678) sowie Des Allerheiligsten Lebens IESU (1693), zu arbeiten. Das ausschließlich theologisch orientierte Spätwerk erweist sich auf über 4000 Oktavseiten als „das phantastischste und bedeutendste Kunstwerk protestantischer Mystik in deutscher Sprache“ (Ruth Liwerski).

Noch ein Jahr vor ihrem Tod arbeitet Catharina die verschiedenen Andachten zu einer Tetralogie aus.

Wenige Tage vor dem Osterfest des Jahres 1694 erkrankt Catharina von Greiffenberg schwer. Am 8. April, dem Ostersonntag, stirbt sie im Alter von 60 Jahren.