Natural de Moscovo, Ekaterina Gubanova estudou piano e direção coral antes de iniciar a sua formação como cantora lírica no Conservatório Tchaikovsky de Moscovo. Estudou posteriormente na Academia Sibelius de Helsínquia e foi membro do  Young Artists Programme da Royal Opera House, em Londres, tendo-se estreado como Flora Bervoix, em La traviata de Verdi, em 2003. Em 2005 cantou nas produções de A Flauta Mágica e de Tristão e Isolda para a Ópera Nacional de Paris. A partir de então, viria a estabelecer-se como um dos principais meios-sopranos da sua geração.

Sob a direção de maestros como Daniel Barenboim, Zubin Mehta, Semion Bychkov, Simon Rattle, Myung-Whun Chung, Kent Nagano ou Valery Gergiev, Ekaterina Gubanova interpreta com regularidade personagens das óperas de Wagner, com destaque para Brangäne (Tristão e Isolda) e Fricka (O ouro do Reno e A Valquíria). Em 2014 interpretou Waltraute e Primeira Norna (O Crepúsculo dos Deuses) na Ópera de Berlim. No ano seguinte, cantou o papel de Carmen, de Bizet, na Ópera de Chicago, Brangäne, na Ópera de Berlim, e ainda Princesa Eboli (Don Carlos de Verdi) e Judith (O Castelo do Barba-Azul, de Bartók) na Ópera Nacional de Paris. Mais recentemente, interpretou os papéis de Vénus (Tannhäuser), em Amesterdão, e de Amneris (Aida, de Verdi) em Viena. Ao longo da sua carreira são também de assinalar presenças regulares no Festival “Noite Brancas” de São Petersburgo, no Festival d’Aix-en-Provence e no Festival de Salzburgo, bem como nos mais prestigiados teatros de ópera, incluindo Metropolitan Opera de Nova Iorque, Teatro alla Scala de Milão, Ópera Estadual da Baviera, Ópera Estadual de Viena, Ópera Lírica de Chicago, Teatro Bolshoi, Teatro Mariinsky e Gran Teatre del Liceu de Barcelona. Em 2014, no âmbito das comemorações dos 400 anos da morte do pintor, escultor e arquiteto El Greco, cantou o Requiem de Verdi no Teatro Real de Madrid. Interpretou esta mesma obra na sua estreia no Japão, sob a direção de Riccardo Mutti. O seu repertório de concertos inclui ainda obras do repertório francês e russo, bem como A Canção da Terra, A Trompa Maravilhosa do Rapaz, Rückert-Lieder e as 2.ª e a 3.ª Sinfonias de Gustav Mahler.