بدأت كاتي ليونغ مسيرتها المهنية عندما ألقيت دور تشو تشانج في فيلم وارنر براذرز عن فيلم هاري بوتر وكأس النار ، وهو دور كررته لاحقًا لهاري بوتر وأمر العنقاء وهاري بوتر والأقداس المهلكة (أجزاء أنا & II). إلى جانب مهنتها في التمثيل ، تدربت كاتي في المعهد الملكي في اسكتلندا. ظهرت لأول مرة في مسرحها الاحترافي في دور Er-Hong في إنتاج Sacha Wares من Wild Swans التي عرضت لأول مرة في بوسطن قبل الانتقال إلى مسرح Young Vic London في أبريل 2012. ثم أدّت بعد ذلك في المسرح الوطني كدور رئيسي لـ Sunny في مسرحية فرانسيس يا تشو كوهيج عالم السعادة القصوى. ظهرت كاتي مؤخرًا في مسرح رويال كورت كدور رئيسي في مسرحية ميا تشونغ أنت لأجلي من أجلك وفي مسرحية توني كوشنر دليل المثليين المثليين للرأسمالية والاشتراكية بمفتاح الكتب المقدسة في مسرح هامبستيد ، من إخراج مايكل بويد . وقادت مؤخرًا فريق عمل Snow in Midsummer في شركة شكسبير الملكية. في أكتوبر 2014 ، تم الإعلان عن كاتي كواحدة من الاختراقات البريطانية في BAFTA ، وهو مخطط تم إنشاؤه في عام 2013 للتعرف على المواهب البريطانية الناشئة الناشئة ودعمها. على شاشة التلفزيون ، لعبت دور البطولة كواحدة من المسلسلات الرائدة في Run ، الدراما المشهورة للقناة 4 بعد حياة أربعة أشخاص في جنوب لندن. وتشمل رصيدها التلفزيوني الإضافي بويروت من ITV1 والد بي بي سي براون. كما لعبت كاتي دور البطولة الرئيسي لـ Mei في One Child ، من تأليف Guy Hibbert وإخراج جون ألكسندر ، الذي تم بثه على BBC2 في فبراير 2016. شوهدت مؤخرًا في فيلم Martin Campbell The Foreigner ، إلى جانب Pierce Brosnan و Jackie Chan و يصور حاليًا سلسلة ITV الجديدة White Dragon (2018) كواحدة من الشخصيات الرائدة ، Lau Chen.