Екатерина Вилкова родилась 11 июля 1984 года в Горьком.
В 2003 году окончила Нижегородское театральное училище (мастерская В. Ф. Богомазова).
В 2006 году окончила школу-студию МХАТ (курс И. Я. Золотовицкого и С. И. Земцова).
Кандидат в мастера спорта по художественной гимнастике.