Η Κατερίνα Ηλιοπούλου δημοσιεύει ποιήματα και κείμενα για την ποίηση από το 2001.
Έχει εκδώσει τέσσερα βιβλία ποίησης από τις εκδόσεις «Μελάνι» με πιο πρόσφατο το «Μια φορά κάθε τοπίο και ολότελα» (2015), καθώς και μια συλλογή διηγημάτων «Δεν είναι ακόμα», Μελάνι 2019, ένα βιβλίο με ποίηση και φωτογραφία σε συνεργασία με τον Γιάννη Ισιδώρου (Gestus, 2014, εκδ. ΦΡΜΚ) και ένα βιβλίο με δοκίμια για την ποίηση «Μια συζήτηση για την ποίηση τώρα» (συλλογικό, 2018, εκδ. ΦΡΜΚ). Έχει συμμετάσχει σε πολλά διεθνή φεστιβάλ ποίησης, ενώ ποιήματά της έχουν μεταφραστεί σε πολλές γλώσσες και έχουν συμπεριληφθεί σε περιοδικά και ανθολογίες. Από το 2008 επιμελείται την δίγλωσση ιστοσελίδα για την σύγχρονη ελληνική ποίηση, greekpoetrynow, ενώ από το 2013 διευθύνει το εξαμηνιαίο περιοδικό ΦΡΜΚ (Φάρμακο), για την ποίηση, την ποιητική και τα εικαστικά (τιμητική διάκριση στα κρατικά βραβεία λογοτεχνίας, 2017).
Το πρώτο της βιβλίο, «Ο κύριος Ταυ» (βραβείο πρωτοεμφανιζόμενου συγγραφέα περιοδικού Διαβάζω), έχει εκδοθεί στα Γαλλικά, τα Τουρκικά και τα Ιταλικά, ενώ το «Βιβλίο του χώματος», έχει εκδοθεί στα γαλλικά (ed. Desmos, 2018). Η μεταφραστική της εργασία αφορά το έργο σύγχρονων αγγλόφωνων ποιητών όπως ο Ρόμπερτ Χας, η Μίνα Λόυ, ο Τεντ Χιουζ κ.ά. Σε συνεργασία με την Ελένη Ηλιοπούλου έχει μεταφράσει δύο βιβλία με ποίηση της Σύλβια Πλαθ «Άριελ», Μελάνι 2012 και «Σύλβια Πλαθ, Ποιήματα», Κέδρος 2003, και μια εκτεταμένη ανθολογία από το έργο του Walt Whimtan, «Φύλλα Χλόης» που θα κυκλοφορήσει το φθινόπωρο του 2019 από τις εκδόσεις Κέδρος.