Elle se marie avec un médecin dont elle divorce peu de temps après. Lorsqu’elle arrive à Paris en 1924, Katia Granoff travaille d’abord comme secrétaire au Salon des Tuileries. Elle ouvre ensuite sa première galerie d’art à Paris, au 166 boulevard Haussman. Découvreuse de talents, elle expose Georges Bouche, Marc Chagall... Elle redécouvre les Nymphéas de Claude Monet, réputés invendables. La Galerie Katia Granoff devient célèbre et déménage Quai Conti. Sa propriétaire est naturalisée française en 1937.
L’occupation de Paris par les Allemands la force à fuir la capitale. Elle se réfugie avec sa sœur, son neveu et le peintre Georges Bouche dans un château médiéval, à la Voulte-sur-Rhône, en Ardèche. La guerre finie, elle ouvre deux galeries en province, à Honfleur et à Cannes, ainsi qu’une nouvelle galerie à Paris, place Beauvau. Katia Granoff choisit souvent d’exposer des artistes femmes, parmi lesquelles la sculptrice Chana Orloff*, d’origine russe comme elle.
Katia Granoff est aussi une femme de lettres aux multiples facettes. En 1964, elle reçoit le Prix Georges Dupau de l’Académie française pour son Anthologie de la poésie russe. Dans son introduction elle écrit : " Les poètes russes, prestigieux traducteurs, ont enrichi leur patrimoine de chefs-d’œuvre étrangers ; je souhaite que les trésors de la poésie russe entrent à leur tour dans le domaine poétique français. Traductrice-messagère, je voudrais que ces versions françaises des poèmes russes fussent à la fois des traductions littérales et des correspondances lyriques.". Son œuvre poétique personnelle est éditée en plusieurs recueils. Certains poèmes sont aussi enregistrés sur des disques, lus par elle-même, par Pierre Brasseur ou par Monique Morelli. A la fin de sa vie, elle se livre davantage dans des ouvrages autobiographiques. En 1986, elle consacre son dernier livre aux relations entre juifs et chrétiens.
C’est à l’âge de quatre-vingt treize ans que Katia Granoff décède le 16 avril 1989 à Paris. Chevalier de la Légion d’honneur, Officier de l’Ordre national du mérite, elle avait également reçu la Médaille nationale des Arts, Sciences et Lettres.
