На соревнованиях Кубка мира дебютировала в сезоне 2001/2002. Первой гонкой в карьере итальянки стал спринт на этапе в австрийскомХохфильцене, где она заняла только 91-е место с шестью штрафными кругами. Впрочем, эта неудача не помешала её стать в дебютном сезоне постоянным участником эстафетной команды и пройти отбор на первые в карьере Олимпийские игры. На Играх Катя выступила в двух гонках - индивидуальную гонку она закончила на 47-й позиции, а в составе итальянской эстафеты стала одиннадцатой.
В следующем сезоне Халлер также не показывала высоких результатов, принимала участие не во всех гонках, но дебютировала на чемпионате мира, где участвовала только в спринтерской гонке, в которой заняла 76-е место, опередив только двух спортсменок. Основное внимание итальянки было направлено на Кубок Европы, который она завершила на восьмой строчке общего зачета.
Сезон 2003/2004 получился у Халлер еще более невнятным - всего 4 гонки в Кубке мира (одна из которых на Чемпионате мира), а в Кубке Европы она стала 11-й, лишь однажды попав в тройку призеров на этапе во французском Мерибеле.
В первой же гонке сезона 2004/2005 Катя смогла завоевать свои первые кубковые очки - стала 19-й в спринте в Байтоштолене, допустив один промах. Однако эта гонка так и осталась для итальянки единственной успешной - больше в этом сезоне итальянка очков не набирала, на на Чемпионате мира в австрийскомХохфильцене в спринте показала только 68-й результат.
Олимпийский сезон итальянка провела неубедительно, не смогла закрепиться в составе своей сборной, но приняла участие в спринтерской гонке на родной Олимпиаде, где заняла только 53-е место. В эстафетную команду Италии Халлер не отобралась.
Более успешным для Кати выдался сезон 2006/2007 — она выступала почти во всех гонках Кубка мира, а на Чемпионате мира в Антерсельве участвовала во всех гонках и даже дважды попадала в тридцатку сильнейших. С багажом в 46 очков Катя Халлер стала 54-й в общем зачете Кубка мира.
Второй подобный успех пришел к итальянке два года спустя - она стала третьей в смешанной эстафете в финскомКонтиолахти в сезоне 2009/2010. В промежутке между этими успехами Халлер приняла участие в ванкуверской Олимпиаде, где её лучшим результатом было 18-е место в индивидуальной гонке.
В таблице отражены места, занятые спортсменом на гонках биатлонного сезона.
Инд — индивидуальная гонка Пр — гонка преследования Спр — спринт МС — масс-старт Эст — эстафета См — смешанная эстафета Ком — командная гонка н/с — спортсмен был заявлен, но не стартовал н/ф — спортсмен стартовал, но не финишировал круг — спортсмен по ходу гонки (для гонок преследования и масс-стартов) отстал от лидера более чем на круг и был снят с трассы — − спортсмен не участвовал в этой гонке
Италия
x 1+ 
x 1)
Солт-Лейк Сити
Ванкувер
Эстерсунд
Хохфильцен
Оберхоф
Нове Место
Холменколлен
Контиолахти
Ханты-Мансийск
Поклюка
ЧМ Пхёнчхан
Осрбли