Katia Velletaz studierte zunächst klassischen Tanz und Gesang am Konservatorium ihrer Heimatstadt Chambéry, später dann am Konservatorium von Genf, wo sie 2002 ihr Solistendiplom ablegte. Seither tritt sie regelmäßig an den Opernhäusern von Genf und Lausanne auf und arbeitet regelmäßig mit Hervé Niquet, Armin Jordan (†), Giovanni Antonini (Il Giardino armonico) und Christophe Rousset. Sie ist in den unterschiedlichsten Repertoires zu hören: als Musica und Euridice in Orfeo, als Nella in Gianni Schicchi oder auch als Lucie in Telefon von Menotti. Sie tritt auch regelmäßig in Konzerten auf und arbeitet mit Gabriel Garrido und William Christie zusammen.