Catja Baumann wurde 1980 in Tübingen geboren. Nach dem Studium der Theater- und Medienwissenschaften, Geschichte und Pädagogik in Erlangen absolvierte sie ein Regiestudium am Mozarteum in Salzburg. Von 2005 bis 2009 arbeitete sie als Regieassistentin, zunächst am Theater Heidelberg, dann am Staatstheater Stuttgart. In Heidelberg entwickelte sie die Theatersoap „Friedrichstraße“, die sie von 2005 bis 2007 mit Heidelberger Bürgern inszenierte. Seit der Spielzeit 2009/10 ist sie als freie Regisseurin tätig. Mit ihrer Inszenierung „La Linea – oder der Traum vom besseren Leben“ am Staatstheater Stuttgart wurde sie 2010 zu den Lessing-Tagen am Thalia Theater Hamburg eingeladen. Von 2010 bis 2012 leitete sie die Spielstätte NORD am Staatstheater Stuttgart. Im Auftrag des Staatstheaters Braunschweig zeichnete sie 2014 für die Uraufführung des Kleistförderpreisgewinners 2014 verantwortlich. Zudem inszenierte sie bisher unter anderem am Badischen Staatstheater Karlsruhe, am Nationaltheater Mannheim, am Mainfrankentheater Würzburg und an der Württembergischen Landesbühne Esslingen.
In der Spielzeit 2019/2020 enstand unter ihrer Regie das Familienstück „Zwei Tauben für Aschenputtel“ in der Komödie im Marquardt und 2020/2021 folgten dort „Loriots Dramatische Werke“ - der Inszenierung waren coronabedingt jedoch nur wenige Vorstellungen vergönnt. In der Spielzeit 2022/2023 brachte Catja Baumann Franz Kafkas Roman „Der Verschollene (Amerika)“ in einer eigenen Bearbeitung auf die Bühne des Alten Schauspielhauses. In dieser Saison kehrt ihre Inszenierung von "Loriots Dramatische Werke" in einer neuen Fassung auf die Komödienbühne zurück.