גרהאם נולדה בז'נבה שבשווייץ, וגדלה בלוס אנג'לס, קליפורניה שבארצות הברית. אביה ג'וזף הוא ממשפחה אפרו-אמריקאית נוצרית ממוצא ליברי, ואמה נטשה היא יהודייה-אמריקאית ממוצא אשכנזי. הוריה התגרשו כשהייתה בת 5. גרהאם נולדה כשאביה עבד באירופה כעיתונאי עבור האומות המאוחדות. אביה היה מפיק מוזיקלי והסנדק של שניים מילדיו של קווינסי ג'ונס. סבה מצד אביה היה שגריר מטעם האו"ם, שכיהן במשך 40 שנה בהולנד, בשוודיה, ברומניה, ובקניה. סביה מצד אביה היו פליטים מליבריה, בעוד סביה מצד אמה היה ניצולי שואה.לגרהאם יש משפחה בישראל, אחיה-למחצה יעקב נולד בתל אביב. גרהאם עורכת לעיתים ביקורים בישראל, ומבקרת את בני משפחתה שגרים בה. היא ביקרה בישראל ב-2016, בדצמבר 2018 ובמאי 2019.[דרוש מקור]
איזה מעסיק משותף היה לאביה ולאבי-אביה של קתרינה גרהאם?
האומות המאוחדות