Екатерина Мочалова в 2012 году окончила Российскую академию музыки имени Гнесиных (класс профессора Вячеслава Круглова), в 2016 – 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), Osaka International Mandolin Festival (Япония) и других.
С 2015 года преподает на кафедре струнных народных инструментов РАМ имени Гнесиных. Проводит мастер-классы в рамках Всероссийского образовательного форума «Таврида», проектов образовательного центра Юрия Башмета, творческого проекта «Класс от маэстро» при поддержке фонда «Искусство, наука и спорт», творческой школы «Новые имена». Принимает участие в жюри исполнительских конкурсов. Руководитель проекта «Антология домры» в РАМ имени Гнесиных.
В 2020 году Е.Н. Мочаловой была вручена Благодарность Министра культуры РФ.