Katrīna Anna Pelnēna syntyi Riiassa, Latviassa, ja aloitti alttoviulunsoiton viisivuotiaana. Hän opiskeli Emīls Dārziņš -musiikkikoulussa ja jatkoi opintojaan Sibelius-Akatemiassa Helsingissä, jossa hän suoritti musiikin kandidaatin tutkinnon. Tällä hetkellä Pelnēna jatkaa maisteriopintojaan.
Vuosina 2019–2022 Pelnēna työskenteli Liepājan sinfoniaorkesterissa. Sen jälkeen hän liittyi viulisti Gidon Kremerin johtamaan kansainvälisesti tunnettuun kamariorkesteriin Kremerata Balticaan. Yhtyeen jäsenenä hän on esiintynyt sekä orkesteri- että kamarimusiikkikokoonpanoissa muun muassa Lockenhausin kamarimusiikkifestivaalilla Itävallassa, Soulin taidekeskuksessa Etelä-Koreassa sekä Taipein kansallisteatterissa ja konserttisalissa. Lisäksi hän on esiintynyt lukuisilla festivaaleilla ja konserttilavoilla eri puolilla Eurooppaa. Yhteistyö Kremerata Baltican kanssa jatkuu edelleen.
Vuonna 2023 Pelnēna sai vakituisen tutti-alttoviulistin paikan Radion sinfoniaorkesterissa. Hän on työskennellyt muun muassa Augustin Hadelichin, Lawrence Powerin, George Benjaminin, Pekka Kuusiston ja Olivier Latryn kanssa sekä kapellimestarien Nicholas Collonin, Esa-Pekka Salosen, Herbert Blomstedtin, Jörg Widmannin, Sakari Oramon ja Elim Chanin kanssa. Vuonna 2025 Radion sinfoniaorkesteri toimi orkesterina Salzburgin Osterfestspiele-festivaalilla.
Orkesterityön ja opintojensa ohella Pelnēna on osallistunut useille festivaaleille, mestarikursseille ja akatemioihin, kuten Festival Academy Budapestiin, Kronberg Academyn Chamber Music Connects the World -kurssille vuonna 2026, jossa hän esiintyi Gidon Kremerin ja Steven Isserlisin kanssa, Engers Academyyn, Echo Arts Munichiin, Karajan Academyn Baltic Roots -ohjelmaan sekä Kallio-Kuninkalaan. Hän on saanut henkilökohtaista ohjausta muun muassa alttoviulisteilta Yuri Bashmetilta, Maxim Rysanovilta, Lawrence Powerilta, Nils Mönkemeyeriltä, Tim Frederikseniltä, Thomas Riebliltä, Ulrich Knörzeriltä ja Joaquín Riquelme Garcíalta. Kamarimusiikissa hänen opettajiaan ovat olleet muun muassa Levon Chilingirian, Teemu Kupiainen, Katalin Kokas ja Jonian Ilias Kadesha.
Pelnēna soittaa tällä hetkellä Suomen Kulttuurirahaston lainaamalla alttoviululla, jonka valmistajaksi on määritelty Felice Guadagnini ja valmistusvuodeksi 1865 (Berliinin koulu, 1930–35).
