飓风卡塔琳娜的起源可以追溯到一个由高空冷槽切断形成的低涡。2004年3月12日，高空冷槽位于巴西南部偏东地区上空，且呈准静止状态。3月15日从高空槽里有切断低涡生成，并缓慢向偏东方向移动，从而在地面上诱发一个弱的斜压性气旋。地面气旋先是向北偏东方向移动，20日移入巴西南部圣卡塔琳娜州东部近海海面，当日晚些时候折向东偏南方向移动。随着气旋的入海，其环流有所加强并得以维持。22日后，气旋开始转向北偏西方向移动，24日又折偏西方向移动，期间开始逐渐向热带系统过渡，并于25日06时（世界时，下同）前后发展成为热带风暴。之后，卡塔琳娜继续向偏西或西偏南方向移动，强度逐渐加强，26日06时前后加强为一级飓风，并维持该强度于28日05时30分前后在巴西东南部的圣卡塔琳娜州南部沿海登陆，登陆后，卡塔琳娜向西偏北方向移动，并在巴西南部地区减弱消失。