Родилась 27 декабря 1989 г. во Львове (Украинская ССР, ныне - Украина) в семье Александра Владимировича и Натальи Валентиновны Лагно. Отец - заслуженный тренер Украины по шахматам. Мать по специальности инженер-математик.
Екатерина Лагно училась в Институте спорта, туризма и сервиса Южно-Уральского государственного университета (Челябинск), а также на факультете журналистики этого вуза.
В четыре года Екатерина Лагно освоила игру в шахматы, в шесть лет получила первый разряд. В 1999 г. выиграла чемпионат мира среди девочек до 10 лет, в 2001 г. - чемпионат Европы среди шахматисток в возрасте до 14 лет.
В 2000 г. Екатерина Лагно по приглашению шахматного тренера Михаила Пономарева вместе с семьей переехала в Краматорск. Там она обучалась в Донецком областном шахматном клубе им. А. В. Момота. Впоследствии семья переехала в Донецк.
29 апреля 2002 г., выполнив соответствующую норму, Екатерина Лагно в возрасте 12 лет 4 месяцев и 2 дней стала самой молодой обладательницей титула гроссмейстера среди женщин (Woman Grandmaster, WGM).
В 2005 г. в Кишиневе (Молдавия) выиграла чемпионат Европы среди женщин. В 2008 г. в Пловдиве (Болгария) повторила это достижение.
В 2006 г. в Турине (Италия) в составе сборной Украины первенствовала на 37-й Всемирной шахматной олимпиаде. В 2007 г. стала 11-й женщиной в истории, получившей титул гроссмейстера (Grandmaster, GM).
В 2010 г. в Москве выиграла чемпионат мира по блицу. В 2013 г. в Астане (Казахстан) в составе украинской сборной одержала победу на командном чемпионате мира, в Варшаве (Польша) - на командном чемпионате Европы по шахматам. В том же году между спортсменкой и Федерацией шахмат Украины возникли разногласия. В марте 2014 г. Екатерина Лагно подала заявление о переходе в Российскую шахматную федерацию. В апреле 2014 г. в Ханты-Мансийске, по-прежнему представляя Украину, стала чемпионкой мира по рапиду. В июле 2014 г. президентский совет Международной шахматной федерации (Federation Internationale des Echecs, FIDE; ФИДЕ) одобрил ее трансфер. 21 июля 2014 г. президент РФ Владимир Путин подписал указ о приеме Екатерины Лагно в российское гражданство. Шахматистка заявляла, что ее переход "никак не связан с политической ситуацией в Украине".
В августе 2014 г. в Тромсе (Норвегия) Екатерина Лагно в составе сборной России стала победительницей 41-й Всемирной шахматной олимпиады, в ноябре 2015 г. в Рейкьявике (Исландия) - чемпионата Европы.
В ноябре 2018 г. Екатерина Лагно вышла в финал женского чемпионата мира по классическим шахматам в Ханты-Мансийске, где уступила китаянке Цзюй Вэньцзюнь. В декабре того же года в Санкт-Петербурге одержала победу на чемпионате мира по блицу. В декабре 2019 г. в Москве повторила это достижение.
В марте 2019 г. в Астане в составе женской сборной России заняла второе место на командном чемпионате мира по шахматам.
Рейтинг ФИДЕ по состоянию на декабрь 2019 г.: 2547 баллов (шестое место среди шахматисток мира и второе - среди россиянок).
Заслуженный мастер спорта Украины.
Награждена орденом Дружбы (2021), медалью ордена "За заслуги перед Отечеством" I степени (2019). Также отмечена украинским орденом княгини Ольги II и III степеней (2012, 2006).
Замужем. Супруг - Александр Грищук (род. 1983) - российский шахматист, гроссмейстер, трехкратный чемпион мира по блицу. Ранее состояла в браке с выступающим за Монако шахматистом Робером Фонтеном (род. 1980)