Caterina Scorsone incarne le Dr Amelia Sheperd pendant 3 dernières saisons de la série Private Practice, en guest dans les saisons 7, 8, 9, 10 et est devenue principale dans la saison 11 de la série Grey's Anatomy. Mais elle a aussi d'autres projets. En 2010, elle a joué dans le film Hors de contrôle où elle incarnait Melissa. En 2014, elle a joué dans le film The November Man où elle incarnait Celia.
Côté vie privée, le 6 juillet 2012, elle donnait naissance à une fille.
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