Après avoir commencé ses études musicales à Rouen, elle entre en 1993 au Conservatoire National Supérieur de Paris.
Passionnée par différentes formes et esthétiques de la musique d’ensemble, elle est membre de plusieurs groupes de musique de chambre.
Cathérine Fléau partage sa vie artistique entre les concerts et son activité pédagogique.
Titulaire du Diplôme d’État, elle enseigne le violoncelle au Conservatoire de Rouen et au Conservatoire à Rayonnement Communal de Sotteville-lès-Rouen.
En 2024, Catherine Fléau rejoint la compagnie Le Qui-Vive pour accompagner au violoncelle, Nicolas Dégremont dans le spectacle Le Plancher, mis en scène par Frédéric Cherboeuf