Le premier rôle marquant de Catherine McCormack est le Braveheart de Mel Gibson, en 1995. Nous seulement l'actrice se fait un nom mais le film révèle au monde entier le talent de Mel Gibson en tant que cinéaste. A partir de là, l'actrice reçoit de nombreuses propositions, et elle décide, par choix, de ne pas tourner beaucoup de films, préférant se concentrer sur le théâtre. On la voit cependant dans des premiers rôles dans des films comme Trois anglaises en campagne, La courtisane, puis Spy Game, et plus récemment 28 semaines plus tard.
Elle a aussi doublé quelques films, comme Le Fil de la vie et Renaissance.
Si le grand public ne connait que son travail pour le grand écran, c'est surtout pour ses performances théâtrales que les professionnels la reconnaissent, avec en 2000 une citation aux Laurence Olivier Theatre Award. Citons comme pièce notable une adaptation des 39 Marches d'Alfred Hitchcock, ainsi que la version théâtrale du Portrait de femme d'Henry James.