Katherine Sian Moennig é uma atriz estadunidense. Nascida na Philadelphia, Pennsylvania. Ela é filha de Mary Zahn, dançarina da Broadway, e Willian Moennig, construtor de violinos. Também é sobrinha da atriz Blythe Danner e prima da ganhadora do Oscar Gwyneth Paltrow. Moennig possui ascendência germânica, irlandesa e escocesa.
Desde os dez anos de idade, Moennig já trabalhava como atriz. Ela se formou na American Academy of Dramatic Arts e logo depois obteve um papel numa peça de Shakespeare, "As You Like It". Então, fez parte do clipe "Is Anybody Home", da banda Our Lady Peace. Em seguida, estreou na TV na série chamada Young Americans, como uma menina que se vestia de menino, chamada Jacqueline Pratt. Logo após fez participação em Law & Order, Law & Order: Special Victims Unit e CSI Miami. Seu maior projeto foi a série The L Word, no papel da lésbica Shane McCutcheon. Em 2009 ela atuou na série médica Three Rivers interpretando o papel da Dra. Miranda Foster, mas a série não obteve audiência suficiente e foi cancelada.