Neben ihrer Arbeit als Fotomodell wirkte sie in der beliebten italienischen Quizsendung Passaparola mit und ließ sich von 1999 bis 2000 zur Schauspielerin ausbilden. Ein Jahr später wurde Murino von einer Modelagentur unter Vertrag genommen und warb zwischen 1997 und 2002 unter anderem in Deutschland und Japan für Nescafé, in Italien für die Automarke Mercedes-Benz und weltweit für den Schweizer Uhrenhersteller Swatch sowie für das Kreditkartenunternehmen Mastercard. Erstmals auf sich aufmerksam machte Caterina Murino 1996 bei der Wahl zur Miss Italien, wo sie den vierten Platz belegte. 2008 verpflichtete Regisseur Pascal Bonitzer Caterina für seinen Mystery-Streifen "Le grand alibi" mit Miou-Miou, Lambert Wilson und Valeria Bruni-Tedeschi und für Alexandre Arcadys Actiondrama "Comme les 5 doigts de la main" (2010) stand sie mit Patrick Bruel vor der Kamera. Doch man war auf sie aufmerksam geworden, fortan arbeitete sie als Model und war unter anderem in internationalen Werbespots für Firmen wie Mastercard, Swatch, Mercedes Benz und Nescafe zu bewundern. Eine offizielle Bestätigung der beiden gab es bislang nicht. Nach ihrer Bond-Girl-Rolle folgten zahlreiche international bekannte Filme, darunter auch Werke von Tim Burton wie "Die Insel der besonderen Kinder" oder "Dumbo". Mittlerweile sind beide um 14 Jahre gealtert, aber nicht zu ihrem Nachteil. In "Casino Royale" übernahm zum ersten Mal Daniel Craig die Rolle des 007 – und bekam gleich zwei Bond-Girls an seine Seite gestellt. 2008 war Murino in XIII – Die Verschwörung, der Fernsehverfilmung der franko-belgischen Comicserie XIII, neben Stephen Dorff und Val Kilmer zu sehen. Le Chiffre engagiert den Mittelsmann Alex Dimitrios, der wiederum den Attentäter Mollaka anwirbt. Dies geschieht unter Vermittlung von Mr. White, dem Repräsentanten eines internationalen Terrornetzwerks. MI6-Agent James Bond stellt einen verräterischen Sektionsleiter zur Rede und liquidiert diesen sowie dessen Kontaktmann. Handlungsfäden aus diesem Film wie eine – hier noch namenlose – Terrororganisation um den geheimnisvollen „Mr. Auf Basis des gleichnamigen ersten James-Bond-Romans wird die bekannte Figur als ehemaliger SBS-Soldat neu eingeführt, der auf den Terroristen-Financier Le Chiffre angesetzt wird. Craig zögerte zunächst, ließ sich dann aber durch das Drehbuch von der Rolle überzeugen und so wurde er am 14. Für den Geheimagenten wurden über 200 Darsteller in Betracht gezogen, darunter die Australier Karl Urban, Sam Worthington und Hugh Jackman sowie der englische Henry Cavill. Während Brosnan sagte, er sei den Produzenten zu alt, berief sich Eon auf zu hohe Gagenforderungen des Schauspielers. Obwohl Brosnan öffentlich sein ungebrochenes Interesse an der Rolle bekundete, wurde sein Vertrag bereits kurz zuvor nicht verlängert, und die Suche nach einem neuen Hauptdarsteller begann. In Zusammenarbeit mit der Fleming-Familie wollte er die Geschichte in den 1960er Jahren ansiedeln mit dem noch aktuellen Bond Pierce Brosnan und seiner Lieblingsdarstellerin Uma Thurman als Gespielin. Mit den smarten Samsung-Geräten wird der Alltag kinderleicht – und die besten Deals gibt es jetzt MediaMarkt & Saturn! Die italienische Schauspielerin verriet die Schwangerschaft im Interview mit dem französischen Magazin Gala. 2019 lernte die Italienerin, die seit vielen Jahren in Paris lebt, den französischen Anwalt Edouard Rigaud kennen.