Die 37-Jährige studierte an der Universität Leipzig Politikwissenschaften und Anglistik und war als freiberufliche Journalistin sowie nach einem Volontariat bis 2006 als Redakteurin bei einer Tageszeitung beschäftigt. Von 2006 bis 2007 war sie Pressesprecherin des Landkreises Mittweida.

Seit 2007 war Katja Uhlemann Pressesprecherin der Stadt Chemnitz und für die Presse- und Öffentlichkeitsarbeit zuständig, ab März 2014 Leiterin der Stabsstelle Kommunikation, Marketing und Grundsatzfragen und verantwortete dabei u.a. den Start der Imagekampagne „Die Stadt bin ich“. Seit Juli 2015 führte sie das Bürgermeisteramt amtierend.