La más grande estrella del esquí checo de todos los tiempos. A lo largo de su carrera ha conseguido seis medallas olímpicas. Se convirtió en una de las favoritas indiscutibles de los aficionados checos por su carácter afable y por su vuelta a la competición después de haber sido madre de una niña.
Convencía ya del potencial que había en ella en los campeonatos del mundo junior, en el año 1993. En Harrachov consiguió el oro y el bronce. Además, es varias veces campeona de la República Checa.
En el año 1997 quedó tercera en el campeonato del mundo de Trondheim en esquí de fondo de 15 km. ha ganado dos veces el campeonato dle mundo. En Obersdorf y en Sapporo, llegó de primera a la meta en la carrera de 10 km. en especialidad libre.
En el año 1998, en los Juegos Olímpicos de Nagano terminó segunda en la carrera de 5 km. y tercera en la de 10 km. En los Juegos Olímpicos de Salt Lake City (2002) consiguió una medalla de bronce (en 15 kilómetros de especialidad libre), pero tras la descalificación de Larissa Lazutinova, de Rusia, de todas las competiciones, le correspondió la medalla de plata en la distancia de 15 km. y bronce en la combinada. En los juegos Olímpicos de invierno de Turín, en el 2006, añadió a su colección dos metales más. En esquiatlón de 15 km. quedó segunda. La soñada medalla de oro se hizo esperar hasta sus treinta años, en la especialidad de arranque libre.
Kateřina Neumannová ha participado también en los Juegos Olímpicos de verano. En Atlanta, en 1996, quedó en el puesto décimo octavo en la competición de bicicleta de montaña.
Después de 22 años, se ha convertido en la segunda mujer que se ha sentado en el trono checo del deporte. Fue proclamada Deportista del año 2006. En marzo de 2007 abandonó la competición profesional.