Dr hab. Katarzyna Krajewska jest wicedyrektorem Instytutu Fizyki Teoretycznej ds. spraw naukowo-dydaktycznych na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, gdzie zatrudniona jest na stanowisku profesora uczelni. Jest również profesorem afiliowanym na Wydziale Fizyki i Astronomii na Uniwersytecie w Nebrasce-Lincoln, USA.
Katarzyna specjalizuje się w opisie teoretycznym oddziaływania materii z silnymi polami laserowymi. Jej działalność naukowa dotyczy elektrodynamiki kwantowej i fizyki atomowej w ultra-krótkich i silnych polach laserowych.
W Fundacji Candela Katarzyna pełni funkcję członka Rady Fundacji, w której reprezentuje część środowiska rozwijającego optykę i fotonikę od strony teoretycznej.