Katja Paryla war die Tochter des Schauspielers und Regisseurs Emil Paryla, der sich – zur Unterscheidung von seinem Bruder Karl – Emil Stöhr nannte, und dessen Frau Selly Paryla. Sie war die Cousine der Schauspieler Nikolaus Paryla und Stephan Paryla-Raky.

Sie wurde 1940 in Zürich geboren, wohin ihre Eltern nach dem „Anschluss Österreichs“ 1938 emigriert waren. 1946 übersiedelten die Parylas nach Wien. Nachdem im Zuge des Brecht-Boykotts das Neue Theater in der Scala 1956 geschlossen werden musste und Paryla keine Engagements mehr in Österreich erhielt, zog die Familie 1956 nach Ost-Berlin.

Sie besuchte zunächst die Hochschule für bildende und angewandte Kunst in Berlin-Weißensee, Fachrichtung Modegestaltung, die sie mit einem vorzüglichen Diplom abschloss (Diplom-Modegestalterin). 1960 bewarb sie sich an der Staatlichen Schauspielschule Berlin,[2] die spätere Hochschule für Schauspielkunst „Ernst Busch“ Berlin, in Berlin-Schöneweide, die sie von 1961 bis 1963 besuchte. Ihr Schauspieldebüt gab sie an der Seite ihres Vaters im Deutschen Theater Berlin in Oldrich Daneks Stück „Die Hochzeit des Heiratsschwindlers“ als Milena Andertschowa (1962). Wolfgang Heinz engagierte sie 1963 an die Volksbühne Berlin, Kurt Veth 1967 an das Maxim-Gorki-Theater.

Seit Ende der 1960er Jahre spielte Paryla auch zahlreiche Rollen in Film und Fernsehen. Ihre größten Erfolge waren zwei beliebte Kinderserien. In Spuk unterm Riesenrad (1978) verkörperte sie eine Geisterbahnfigur, die nach einer Säuberungsaktion in der Spree zum Leben erweckt wird und als schrullige Hexe Berlin und den Harz unsicher macht. In Spuk im Hochhaus (1981/1982) spielte sie die Rolle der untoten Räuberin Jette Deibelschmidt, die 200 Jahre nach ihrem Feuertod als Geist in einem Berliner Hochhausplattenbau sieben gute Taten vollbringen muss, um endlich die ewige Ruhe im Grab zu finden.

Von 1978 bis 1990 war sie Ensemblemitglied des Deutschen Theaters Berlin. Es folgten Engagements am Schillertheater Berlin, am Nationaltheater Weimar. Von 2004/2005 bis zum Ende der Spielzeit 2007/2008 war sie Schauspieldirektorin der Städtischen Theater Chemnitz; seit Spielzeitbeginn 2008/2009 arbeitete sie am Düsseldorfer Schauspielhaus.

Sie war Mitglied der Akademie der Künste und lebte in Wölsickendorf bei Bad Freienwalde (Oder).

Katja Paryla war in erster Ehe mit dem Schauspieler Kaspar Eichel verheiratet. Aus ihrer Lebensgemeinschaft mit dem Schauspieler und Regisseur Alexander Lang entstammt der Sohn Alexej Paryla (* 1969), der als Grafiker und Bühnenbildner tätig ist. Zuletzt lebte sie mit dem Schauspieler Iván Gallardo in Wölsickendorf, Gemeinde Höhenland, Brandenburg.

1973 erhielt sie den Kunstpreis der DDR.