Karikó Katalin Szolnokon született 1955. január 17-én, és Kisújszálláson nőtt fel, ahol 1955 és 1973 között töltötte gyermekéveit.
1973-tól 1978-ig a Szegedi Tudományegyetemen (korábbi nevén József Attila Tudományegyetem) végezte biológiai tanulmányait. Doktori képzése idején (1978-1982) kutatómunkát folytatott a Szegedi Biológiai Központban (SZBK), és 1983-ban biokémikus doktori fokozatot szerzett a Szegedi Tudományegyetemen.
Első munkahelye, a Szegedi Biológiai Központ volt, ahol a Magyar Tudományos Akadémia posztdoktori ösztöndíjasa volt (1982-1985).
Kutatói lehetőségek miatt családjával az Amerikai Egyesült Államokba költözött. 1985 és 1989 között kutatói tapasztalatokat szerzett a Temple University Biokémia Tanszékén, Philadelphiában, valamint a Bethesda-i kutatóállomáson, amely Washington DC-től északkeletre található.
1989 és 2013 között a University of Pennsylvania különböző részlegeiben oktatóként és kutatóként dolgozott. Itt döntötte el, hogy az mRNS-t terápiás célokra fogja alkalmazni. 1997-ben kezdett együttműködni Drew Weissmannal, és közös tudományos felfedezésük 2005-ben mérföldkővé vált az mRNS kutatásban. Karikó Katalin adjunktus professzorként tevékenykedett a Pennsylvaniai Egyetem Perelman School of Medicine-ben.
2006 és 2013 között társalapítója és vezérigazgatója volt az RNARx vállalatnak, amely a nukleozid-modifikált mRNS terápiás alkalmazásának fejlesztésével foglalkozott.
2013-tól a németországi BioNTech RNA Gyógyszergyár vezető alelnökeként dolgozik.
Alapító tagja a 2013-ban létrehozott International mRNA Health Conference tudományos szervezőbizottságának. 2020-ban az Academia Europaea tagjává választották, és 2021-ben díszdoktori címet kapott a Szegedi Tudományegyetemtől, a Duke University-től és a Humanitaa University-től. Jelenleg a Szegedi Tudományegyetem kutatóprofesszora.
Karikó Katalin jelentős felfedezéseivel alapozta meg az mRNS-vakcina létrehozását, amely kulcsszerepet játszott a Covid-19 világjárvány megfékezésében. Munkássága bejárta a világot, a média rendszeresen bemutatja életútját, kutatási eredményeit és elkötelezettségét, amely milliók életét segítette megmenteni. Karikó Katalin 13 amerikai szabadalommal rendelkezik, és 2020 óta számos orvosi díjjal és kitüntetéssel ismerték el munkáját.