Екатерина Вилкова родилась 11 июля 1984 года в Нижнем Новгороде. С ранних лет девочка серьезно занималась художественной гимнастикой, стала кандидатом в мастера спорта. Правда, чемпионских высот ей достичь не удалось, но это не главное. По признанию самой Екатерины, спорт многое дай ей: «Я не болталась на улице, не начала курить, как это сделали многие мои сверстницы. Из-за большой занятости я не имела возможности повеселиться с «крутой» компанией. У меня формировались иные интересы. Да и, честно скажу, спорт – это ведь еще и совсем неплохой круг общения. Насколько я помню, между нами не было ни зависти, ни грызни, но присутствовало здоровое соперничество. Со мной тренировались девочки, которые были успешны в спорте, но еще и музыкой успевали заниматься, и в школе хорошо учились. У меня было с кого брать пример!» Именно занятия спортом выработали в Екатерине такие качества, как: внутренний самоконтроль, уверенность в себе, дисциплину. Это все, безусловно, пригодилось ей в дальнейшей жизни.
В 2003 году Екатерина Вилкова окончила Нижегородское театральное училище (мастерская Заслуженного деятеля искусств России В.Ф. Богомазова), а затем – в 2006 году - Школу-студию МХАТ (курс Сергея Земцова и Игоря Золотовицкого).
В период учебы Екатерина дебютировала на киноэкране ролью Софью Голицыной в историко-приключенческой драме режиссера Михаила Шевчука «Сатисфакция». К сожалению, эта замечательная картина оказалась незаслуженно обойдена вниманием, и широкому зрителю осталась практически неизвестной.
Зато сотрудничество с режиссером Валерием Тодоровским принесло актрисе высокие дивиденды. Практически одновременно (в 2007-2008 годы) Екатерина Вилкова снялась в двух совершенно разноплановых картинах этого режиссера – в криминальной драме «Тиски» (роль – Маша), повествующей о проблемах наркомании, и в феерической музыкальной ленте «Стиляги» (роль – Бетси). После этих работ о Екатерине Вилковой заговорили, как о новой звезде.
Критики нередко сравнивают молодых актрис с уже сложившимися звездами. Такое сравнение нашлось и для Екатерины. С некоторых пор в прессе ее стали называть русской Умой Турман. Но это сравнение лишь чисто внешнее (да и то - весьма спорное). Сегодня уже с уверенностью можно сказать, что Екатерина Вилкова сама по себе в актерском плане является личностью яркой и самодостаточной.
Говоря о работах Екатерины Вилковой, в первую очередь следует отметить широкий диапазон ее персонажей и разнообразие жанров картин, в которых она снимается. Среди ее героинь: журналист Анастасия в боевике «Главный калибр» (2006), рыбачка Катя в мелодраме «Полное дыхание» (2007), Анна в триллере «Тот, кто гасит свет» (2008), Русалка в сказке «Книга мастеров» (2009), Катя в мелодраме «Вареники с вишней» (2008, блестящий актерский дует с Ларисой Удовиченко), Настя Светлова в остросюжетном фильме «Чёрная молния» (2009).
Настоящей проверкой на профессионализм для любого актера становится участие в экранизациях классики. И здесь Екатерина оказалась на высоте, сыграв Дашу в картине «Бесы» (2006, по одноименному роману Ф. М. Достоевского) и Фенечка в экранизации одного из самых философских произведений Ивана Сергеевича Тургенева «Отцы и дети» (2008).
Картины с участием Екатерины Вилковой всегда запоминаются. Большой успех у зрителей вызвала 8-серийная драма «Вербное воскресенье» (2009), в которой Екатерина Вилкова сыграла журналистку Павлу Кочеткову, решившую отомстить за свою мать, некогда восходящую звезду балета, чья судьба много лет назад была погублена сынком влиятельного человека.
В искрометной, полной юмора и жесткого стеба картине Григория Константинопольского «Самка» (2010) Екатерина Вилкова вновь примерила образ журналистки. Вот только здесь ее героиня совершенно иная. Весь фильм режиссер балансирует между фарсом и серьезностью того бреда, который он сочинил, и это настолько мастерски, что начинаешь верить создателям ленты в то, что они несут. И насколько точно воплощают режиссерские идеи исполнители главных ролей – Екатерина Вилкова (Лариса Дебомонова), Александр Стриженов (Ваня, снежный человек) и Кристина Бабушкина (жена снежного человека Жанна)!
В том же 2010 году Екатерина засветилась в высоко рейтинговом новогоднем альманахе «Ёлки» (продавщица Алина), сыграла студентку театрального ВУЗа Марину в комедийной мелодраме «Мой любимый раздолбай», Анну Корвин-Круковскую в историко-биографической ленте Владимира Хотиненко «Достоевский», повествующей о довольно большом периоде в жизни великого писателя. А в веселой комедии «На крючке!» ее героиней стала детский тренер по фигурному катанию Рита Нечаева, которую бросил жених, и она в отместку решает заполучить олигарха.
4-5-6 ролей ежегодно! И это не эпизоды, не халтура в «мыльных операх», а полноценные работы! Так в 2011 году на экраны вышли фильмы с участием Екатерины Вилковой: многосерийная биографическая лента «Фурцева» (дочь Фурцевой Светлана), комедия «Суперменеджер, или Мотыга судьбы» (Настя), романтическая комедия «Свадьба по обмену» (топ-модель Соня Ольховская), криминальная драма «ПираМММида» (Вера), комедия «О чем еще говорят мужчины» (подруга олигарха Анжела Викторовна). Остается только удивляться работоспособности актрисы.
Знакомство с будущим мужем у Екатерины Вилклвлй произошно при довольно интересных обстоятельствах. Она рассказывает: «Как-то моя подруга предложила мне принять участие в фотосессии, которая должна была пройти за городом. Мы поехали на двух машинах. Подруга сказала: «А ты знаешь, что за рулем вон той машины сидит известный артист Любимов, который служит в церкви?» Мне это показалось немного странным. После фотосессии мы все заехали к Илье в его театральную гримерку. К нему у нас возникло немало вопросов. У меня были скорее толстовские убеждения, и я тогда, конечно, не знала, что это ересь. Примерно с час мы говорили о вере, о Церкви. Прощаясь, я внесла в свой телефон его номер и подписала: «отец Илья». Ну а как иначе? Если в церкви – значит, «отец». Там все «отцы». Так я думала...»
Прошла неделя, вторая, и Екатерина забыла об этой встрече. На Пасху она отправилась в церковь, отстояла службу и на причастии вновь встретилась с Ильей Любимовым. Вскоре после Пасхи Илья позвонил. Один раз, второй, третий, стал назначать свидания… На праздник Красной горки влюбленные поклялись друг другу в вечной любви, а 1 мая 2011 года состоялась их свадьба. В конце 2011 года Екатерина Вилкова приостановила все съемки в кино. Причиной тому стала беременность…
В одном из интервью актрису спросили, как она поступит, если супруг захочет стать священником, ведь она уже не сможет продолжать актерскую деятельность. На это она ответила, что в таком случае будет матушкой, семейные и духовные ценности для нее, как и для любой настоящей женщины, выше карьеры.