Η Καίτη Λαμπροπούλου γεννήθηκε στην Αθήνα, αλλά μεγάλωσε στην Κωνσταντινούπολη, όπου είχε μετακομίσει η οικογένειά της εξαιτίας της εμπορικής δραστηριότητας του πατέρα της.
Αφού επέστρεψε στην Αθήνα, άρχισε κρυφά από την οικογένειά της, ενώ ήταν ακόμη μαθήτρια, μαθήματα υποκριτικής με τον Κάρολο Κουν στο Θέατρο Τέχνης, ενώ έκανε μαθήματα και δίπλα στον Δημήτρη Ροντήρη.
Απέκτησε άδεια ηθοποιού ως εξαιρετικό ταλέντο. Εμφανίστηκε για πρώτη φορά στη σκηνή το 1942 στην «Αγριόπαπια» του Ιψεν που ανέβασε το Θέατρο Τέχνης και συνέχισε τη συνεργασία με τον Κουν στις παραστάσεις: «Σουάνεβιτ», «Ετσι είναι αν έτσι νομίζετε», «Κωνσταντίνου και Ελένης», «Βυσσινόκηπος», «Στέλλα Βιολάντη», «Το πρώτο έργο της Φάννυ», «Δεν μπορείς να ξέρεις», «Χαρούμενα νιάτα» και «Βρυκόλακες».
Στη συνέχεια, δούλεψε με τον Δημήτρη Ροντήρη στο Εθνικό Θέατρο και σε παραστάσεις όπως οι: «Φοιτηταί», «Ζητείται υπηρέτης», «Συρανό ντε Μπερζεράκ», «Το φυντανάκι», «Λοκαντιέρα», «Ο κατά φαντασίαν ασθενής» και «Οι εύθυμες κυράδες του Ουίνδσορ». Οταν, δε, ο Ροντήρης αποχώρησε από το Εθνικό, η Λαμπροπούλου τον ακολούθησε στην Ελληνική Σκηνή.
Στον κινηματογράφο η Καίτη Λαμπροπούλου έκανε την πρώτη της εμφάνιση το 1951 στην ταινία «Το παιδί μου πρέπει να ζήσει». Σε ολόκληρη την καριέρα της έπαιξε σε περισσότερες από τριάντα ταινίες. Στις πιο πολλές από τις πρώτες κινηματογραφικές εμφανίσεις της έπαιξε τη ζουμερή όμορφη κοπέλα ή τη φίλη της πρωταγωνίστριας, ενώ αργότερα την αντίζηλο ή την εξ απορρήτων σύμβουλο.
Ηταν βασική σινεργάτις του Βασίλη Λογοθετίδη σε πολλές από τις ταινίες του, όπως το «Ενα βότσαλο στη λίμνη», ενώ αργότερα έπαιξε σε πολλές ταινίες δίπλα στην Αλίκη Βουγιουκλάκη, όπως η «Σωφερίνα». Δίπλα της είχε μείνει για πολλά χρόνια και ήταν από τα βασικά μέλη του θιάσου της στο θέατρο.
Η Καίτη Λαμπροπούλου ήταν σύζυγος του συγγραφέα και ιστορικού Γεωργίου Ρούσσου και πάντοτε, ακόμη και μετά τον θάνατό του, μιλούσε με υπερηφάνεια για το έργο του. Στις 20 Δεκεμβρίου του 2004 απονεμήθηκε στην ίδια και τη Σμαρούλα Γιούλη το έπαθλο «Κυβέλη» για τη συνολική τους θεατρική προσφορά. Η κηδεία της Καίτης Λαμπροπούλου θα γίνει αύριο το μεσημέρι από το Α΄ Νεκροταφείο Αθηνών.
