Elle a en outre suivi une formation postgrade en gestion d’entreprise à l’EPF. Elle soutint sa thèse en 2010 à l’EPF sur le thème « Exposure assessment for organic contaminants – Improving scope and accuracy ». Elle effectua des séjours de recherche aux États-Unis au Laboratoire national Lawrence Berkeley et, avec une bourse FNS pour chercheurs avancés, à l’université du Minnesota. À partir de 2004, Kathrin Fenner exerça pendant 6 ans en tant que maître-assistante à l’Institut de biogéochimie et dynamique des polluants à L’EPF de Zurich et à l’Eawag. Depuis 2010, elle est cheffe de groupe dans le département Chimie de l’environnement.