Екатерина Сергеевна Зернова родилась в 1900 г. в Симферополе
В 1915-18 занималась в частной студии Ф. Рерберга.
В 1919-24 училась в Государственных свободных художественных мастерских–Вхутемасе (ныне - Красносельский район Москвы) сначала у И. Машкова, а затем у А. Шевченко и Д. Штеренберга. Получение художественного образования совмещала с учебой на физико-математическом факультете Московского университета (1917–24).
Работала как иллюстратор в журналах "Искорка", "Пионер", "Колхозные ребята", "Красная нива", "Безбожник у станка", в издательствах "Посредник", "Долой неграмотность", Учпедгиз и др.; делала плакаты. Участвовала в 1-й (1925) и 4-й (1928) выставках одного из самых ярких художественных объединений 1920-х – Общества станковистов (ОСТ). С 1928 – член ОСТа. После раскола ОСТа (1931) вступила в "Изобригаду", объединившую приверженцев "производственной тематики".
С 1932 – член Московского Союза советских художников. Писала полотна на оборонную, производственную и историко-революционную тематику; участвовала в создании панно для Советского павильона на Всемирной выставке в Нью-Йорке (1939), панно в павильоне Дальнего Востока на Всесоюзной сельскохозяйственной выставке (1939).
Во время Великой Отечественной войны была командирована Военно-санитарным музеем на фронт, где делала зарисовки в госпиталях, медсанбатах, операционных (1943–44).
После войны писала полотна, посвященные героизму моряков Черноморского флота, тематические и исторические картины. Активно работала (совместно с Ю. Пименовым) в театре и кино (эскизы декораций для кинофильма И. Пырьева "Кубанские казаки", 1949). С конца 1950-х основное место в творчестве заняло монументальное искусство (сграффито, живописные и мозаичные панно для выставочного зала в Ялте, химического комбината в Салавате, Института океанологии в Москве, антропологического музея МГУ и т. д.).
1945–52 – преподавала в Московском институте прикладного и декоративного искусства
1953–71 – в Московском текстильном институте.
С 1967 многие годы была председателем правления Художественного фонда СССР.
Участник нескольких сотен выставок в нашей стране и за рубежом. В 1929–33 участвовала в выставках Всесоюзного общества культурной связи с заграницей (ВОКС). Первая персональная выставка прошла в Москве в 1936.
Умерла в 1995 г. в Москве
Заслуженный художник РСФСР (1974)
Автор книг "Будущему художнику об искусстве живописи. (Заметки преподавателя)" (М., 1976), "Воспоминания монументалиста" (М., 1985), множества статей в периодической печати.
