Екатерина Мочалова окончила Российскую академию музыки имени Гнесиных (класс профессора Вячеслава Круглова) в 2012 году, в 2016-м – ассистентуру-стажировку РАМ. В 2018 году защитила кандидатскую диссертацию по истории мандолинного искусства.
Лауреат первых премий I Всероссийского музыкального конкурса (Москва, 2013), II Международного конкурса имени П. И. Нечепоренко (Москва, 2016), международных конкурсов исполнителей на мандолине в Токио (2012) и Осаке (2013).
С 2012 года – солистка Национального академического оркестра народных инструментов России имени Н. П. Осипова, с 2019 года – концертмейстер.
Первая исполнительница ряда сочинений для домры и мандолины Кузьмы Бодрова, Михаила Броннера, Кирилла Волкова, Ефрема Подгайца, Александра Цыганкова, Александра Чайковского.
Выступала с Госоркестром России имени Е. Ф. Светланова, камерным ансамблем «Солисты Москвы», Государственным камерным оркестром «Виртуозы Москвы», Государственным камерным оркестром Гонконга, Madeira Classical Orchestra (Португалия) и другими коллективами. Сотрудничала с известными музыкантами, в числе которых Юрий Башмет, Денис Мацуев, Александр Сладковский, Екатерина Мечетина, Дмитрий Юровский.
Принимала участие в Зимнем фестивале искусств в Сочи и Международном фестивале Юрия Башмета в Хабаровске, фестивалях «Звезды на Байкале», «Денис Мацуев и друзья», Crescendo, «Дорогами Просекко» (Италия), Международном фестивале мандолины в Японии и других.
С 2015 года преподает на кафедре струнных народных инструментов РАМ имени Гнесиных. Проводит мастер-классы в рамках Всероссийского образовательного форума «Таврида», проектов благотворительного фонда «Новые имена», проекта «Класс от маэстро», в образовательных центрах Юрия Башмета. Принимает участие в жюри исполнительских конкурсов. Руководитель проекта «Антология домры» в РАМ имени Гнесиных. Художественный руководитель первого фестиваля современного домрового искусства Prima Domra.
