Caterina Murino, née en Sardaigne à Cagliari le 15 septembre 1977, est une actrice italienne. Elle est notamment connue pour avoir joué le rôle de Léa Leoni dans L'Enquête corse (2004), celui d'une James Bond girl dans Casino Royale (2006), et celui d'Olivia Vésinet, médecin dans l'une des séries de TF1, Balthazar (2022).
Courant 1997, Caterina Murino tente sa chance et se présente dans plusieurs concours de beauté, et elle finit 5e dauphine de Miss Italie 1997. Elle commence alors des études de médecine, mais échoue par deux fois au concours de première année, malgré un bon classement final.
À 18 ans, elle quitte la Sardaigne et suit en 1999 et 2000 des cours de comédie au laboratoire de théâtre de l'école de cinéma de Francesca de Sapio. Elle y joue notamment Richard III de William Shakespeare.
Elle débute au théâtre dès 1999 et fait ses débuts à la télévision en 2002, apparaissant notamment dans la série Un sacré détective et dans le téléfilm Le Jeune Casanova.
Outre l'italien, elle parle couramment l'anglais et le français, ce qui lui ouvre les portes d'une carrière internationale et lui permet aussi d’être sa propre voix dans les versions françaises. Elle pratique par ailleurs l'équitation sportive et la danse.
En 2004, elle est choisie pour tenir le rôle de Léa Léoni dans le film français L'Enquête corse aux côtés de Jean Reno et Christian Clavier.
En 2006, elle incarne le personnage de Solange Dimitrios dans Casino Royale avec Daniel Craig. La même année, elle retrouve Christian Clavier dans Les Bronzés 3 en jouant la maîtresse de Thierry Lhermitte.
Caterina Murino a vécu à Montmartre, en couple avec Pierre Rabadan, joueur de rugby.
Catholique pratiquante, elle se consacre à l’Association pour la médecine et la recherche en Afrique (AMREF), dont elle est ambassadrice de bonne volonté.
2009 : Toute ma vie de Pierre Ferrière : Alessandra
2011 : Intérieur femme de Kim Doan : la jeune femme
2012 : Gabin le mime de Cyril Rigon : Nina
2013 : La Trilogie française de Philippe Terrier-Hermann : elle-même
2013 : Good Guys Can't Afford Us d'Alexei Berteig : Anya
2014 : L'Automne de Zao de Nikolaus Roche-Kresse : la mère
2016 : Par tous les seins de Caroline Le Moing : Voix
2011 : Far l'amore de Bob Sinclar Feat. Raffaella Carrà, réalisé par : la femme
2013 : L'Italiano de The Gypsy Queens, réalisé par Adam King : invitée au restaurant