Katharina Heiligtag wurde im Zuge eines Regieassistenzpraktikums unter Johannes Felsenstein an der Staatsoper Prag zu ihrem Berufswunsch animiert. Sie studierte Gesang an der Musikhochschule Nürnberg-Augsburg bei Frau Prof. Elisabeth Kovacs und schloss ihr Studium mit Auszeichnung ab. Meisterkurse bei Inga Nielsen, Anna Reynolds, Peter Anton Ling sowie Gesangstudien bei Prof. Marina Sandel (Hannover) und Sami Kustaloglu (Berlin) ergänzen ihre Ausbildung.
Unter Leitung von Peter Beat Wyrsch war sie seit 2004 Ensemblemitglied der mehrfach preisgekrönten Pocket Opera Company Nürnberg und z.B. als Fairy in „Fairy Queen“, als Juliette in „La Passion selon Sades“ und Clorinda in „Il Combattimento di Clorinda e Tancredi“ erfolgreich. Im lyrischen Mezzofach sang sie so z.B. als Hänsel in Humperdincks „Hänsel & Gretel“, als Zaida in Rossinis „Der Türke in Italien“ und als Cherubino in Mozarts „Die Hochzeit des Figaro“, am Theater Nordhausen, dem „Kleinsten Opernhaus München-Pasing“ und am Theater Magdeburg.
Als Konzertsolistin arbeitet sie mit renommierten Orchestern wie z.B. den Berliner und den Nürnberger Symphonikern, dem Satori-Ensemble München sowie den Hamburger und Berliner Philharmonikern zusammen. Als Mitglied des Ensembles donne fugate widmet sie sich dem Genre der Alten Musik und ist auf diversen Festivals wie den Tagen Alter Musik Nürnberg und dem Bodensee-Festival zu Gast. Mit den Chören des Berliner, des Norddeutschen und des Mitteldeutschen Rundfunks und dem RIAS Kammerchor verbindet sie eine rege Zusammenarbeit.
Katharina Heiligtag ist Stipendiatin des Richard-Wagner-Verbands und Preisträgerin der Kammeroper Schloss Rheinsberg.
In Berlin war sie u.a. mit den Berliner Symphonikern unter der Leitung von Christoph Hagel als Cherubino in „Figaros Hochzeit“ und als Altistin in szenischen Fassungen der Johannespassion und des Weihnachtsoratoriums von J.S. Bach im Berliner Dom zu hören.
2019 gründete sie zusammen mit den Mezzosopranistinnen Alice Lackner und Anna-Luise Oppelt das Berliner Trio meZZZovoce, das sich auf Alte und Neue Musik spezialisert hat. 2021 debütierte meZZZovoce beim Salzburger Festival für Alte und Neue Musik und wird dort im Herbst 2023 ein Programm aus eigens für das Ensemble komponierten Auftragswerken aufführen.
Jüngst war Katharina Heiligtag im Rahmen des avantgardistischen Konzertformates ENCORES – REPRISE, REDONDANCE ET SURPLUS EN MUSIQUE mit den Revolving Songs von Anri Sala auf der Biennale in Venedig, der Victoria Hall in Genf und im Rahmen der Berlin art week zu hören.