W 1906 wyszła za mąż za Williama Scoresby'ego Routledge'a, którego poznała rok wcześniej w Londynie. Rodzina Katherine nie pochwalała związku. Cztery miesiące po ślubie para zamieszkała wśród ludu Kikuyu w Brytyjskiej Afryce Wschodniej. Wrócili do Anglii wiosną 1908.
Od dzieciństwa Routledge cierpiała na, jak to się dziś określa, paranoidalną schizofrenię. Niemniej była w stanie prowadzić badania antropologiczne. W 1924 choroba się nasiliła, przyjmując formę urojeń. Katherine odnowiła zainteresowanie spiritualizmem, co wpłynęło na pogorszenie się relacji z mężem, a małżeństwo już wcześniej nie było szczęśliwe. Na chorobę psychiczną cierpiał też brat Katherine, Harold Pease. Od 1927 małżeństwo zaczęło się rozpadać: Katherine wyrzuciła męża z domu i zmieniła zamki, nie zgadzała się na separację, którą doradzali prawnicy, nagłaśniała swoją sytuację w prasie. W 1929 została siłą umieszczona w szpitalu psychiatrycznym Ticehurst House w Sussex. Tam zmarła.