Catalani frequentò il Conservatori di Milano, dove studiò con Bazzini; visse e operò a Milano, dedicandosi esclusivamente alla musica operistica.

Egli scrisse in modo tipicamente italiano (aderì alla Scapigliatura), ma la sua opra non è estranea a influssi francesi, in particolar modo all’opera di Massenet.

Oltre alle opere (alcune delle quali assai note al grande pubblico, in primis "La Wally") scrisse una Messa a 4 voci e altri brani orchestrali.