В десять лет Катя Максимова поступила в Московское хореографическое училище. Еще в первом классе, проучившись всего несколько месяцев, она впервые в жизни вышла на сцену Большого театра – ту сцену, которая впоследствии станет для нее родной и привычной. Вначале она появлялась в детских эпизодических ролях в оперных спектаклях, а вскоре ей была доверена и балетная роль в «Золушке» – Катя была птичкой в свите феи Весны. В 1952 году она впервые участвовала в балете «Щелкунчик», который надолго вошел в ее жизнь. Она исполняла партии снежинки, куклы, Маши-девочки, танцевала па-де-труа со своей соученицей и Владимиром Васильевым, с которым впоследствии крепко связала ее судьба на сцене и в жизни.
Еще будучи ученицей, Максимова станцевала первую большую роль – Машу в «Щелкунчике» и получила первую премию на Всесоюзном конкурсе артистов балета в Москве в 1957 году.
После окончания училища молодая балерина в 1958 году пришла в Большой театр и проработала в нем до 1988 года. Сразу же, практически минуя кордебалет, она стала танцевать сольные партии. Небольшого роста, идеально сложенная и удивительно пластичная балерина, казалось, самой природой была предназначена для классических ролей. Но вскоре стало очевидно, что ее возможности поистине безграничны – она с одинаковым блеском исполняла и классические, и современные партии. Максимова обладала особенным прыжком. Казалось, она не просто подпрыгивает, а летает в воздухе. Особенно ярко это проявлялось в партиях современного репертуара.
Уже в 1959 году, на следующий год после окончания училища, она отправилась на свои первые зарубежные гастроли в США и Канаду. Отзывы о ней были самыми восторженными. После поездки за Екатериной Максимовой надолго закрепилось прозвище, данное ей прессой: «маленький эльф». В том же году Максимова завоевала золотую медаль на конкурсе классического танца на Всемирном фестивале молодежи в Вене. И вновь гастроли – Китай, а в последующие два года – Дания, Норвегия, Финляндия.
Вскоре началась первая ее совместная работа с молодым балетмейстером Юрием Григоровичем, работавшим в то время в Ленинграде и приглашенным для постановки балета «Каменный цветок». Григорович постарался показать не отвлеченные образы уральского сказа, а живых, конкретных людей с их переживаниями и чувствами, достоинствами и недостатками. В его постановках всегда был очень силен драматургический элемент, и дарование Екатерины Максимовой как нельзя более соответствовало целям балетмейстера. Она сумела показать динамику развития характера Катерины, последовательно переходя от лирического образа русской девушки к характеру сильному, способному бороться за свою любовь.
Через год Екатерина Максимова получила одиннадцатый вальс в «Шопениане». Этот балет оказался глубоко созвучен душе балерины, и через год она уже исполняла в нем Прелюд и Седьмой вальс.
В 1960 году Максимова снялась в фильме-балете «Золушка», где танцевала фею Весны. На следующий год снялась в роли Жизели в фильме «СССР с открытым сердцем», предназначенном для показа на Западе. Премьера фильма состоялась в Париже, и этот визит во Францию принес танцовщице еще одну радость – он стал свадебным путешествием Екатерины Максимовой и Владимира Васильева.
Серьезным испытанием стала для молодой артистки партия Марии в балете «Бахчисарайский фонтан». До нее исполнительницей этой партии была Галина Уланова. Образ Марии неразрывно слился с характером знаменитой балерины, а ее пластика стала эталоном. Та же история была с Жизелью – эту партию Максимова получила прямо «из рук» прославленной балерины. Уланова, подыскивая себе ученицу, остановилась на подающей большие надежды молодой танцовщице. Жизель Максимовой, принесшая ей славу и успех, была более беспечной и наивной, чем тот же образ у Галины Улановой, скорее лиричной, нежели трагичной.
Особое место в ее жизни занимал творческий и семейный союз с Владимиром Васильевым. Хрупкая и изящная Максимова и сильный, атлетичный, уверенный в себе Васильев составляли необычайно гармоничную пару.
В 1968 году Григорович поставил балет «Спартак», в котором партию Фригии, подруги Спартака, он создал специально для Екатерины Максимовой. Новизна этой партии состояла не только в ее трагическом характере, но и в ее хореографическом рисунке. Григорович ввел множество сложных поддержек и почти акробатических элементов. Но этот новый для Максимовой образ был столь же органичен, сколь и все созданные ею характеры. Она создала живой образ героини, соединив античную пластику с остросовременной техникой.
Успех следовал за успехом, творческие силы росли одновременно с опытом, и казалось, что удачам не будет конца. Дуэт Екатерины Максимовой и Владимира Васильева стал символом Большого театра тех лет.