Katarina Leoson har under de senaste säsongerna debuterat på Metropolitan i New York som Maddalena i Rigoletto. Hon återvände senast dit som Marcellina i Figaros bröllop. Hon har gästat Oper Frankfurt där hon gjort rollen som Lucia Vingradito i Rossinis Den tjuvaktiga skatan. Hon har sjungit Cornelia i Händels Julius Caesar på Finlands Nationalopera och Olga i Eugen Onegin på NorrlandsOperan.
Sedan 2001 tillhör Katarina Leoson solistensemblen på Kungliga Operan, där hon framträtt i ett stort antal roller. Hon har sjungit Carmen i tre olika produktioner. Katarina gestaltade Orphée i Mats Eks kritikerrosade produktion som också gick på turné till Oslo. Andra betydande roller är Klytaimnestra i Elektra, Pauline i Spader Dam, La Zia Principessa i Syster Angelica, Ulrica i Maskeradbalen, Geneviève i Pelléas och Mélisande, Amastre i Händels Xerxes och Suzuki i Madama Butterfly.
Katarina har sjungit flera roller i Wagners Ringen. Hon har gestaltat Erda i Rhenguldet och Siegfried, Rhendottern Flosshilde, valkyriorna Siegrune och Schwertleite samt första Nornan. I år hör och ser vi Katarina som Fricka i Valkyrian.
Säsongen 25/26 sjunger Katarina häxan Jezibaba i premiären av Rusalka samt medverkar i nyskrivna operan Jordens Hjärta.