Wygłosiła mowę, podczas której nazwała swoją karę "słuszną i sprawiedliwą" i prosiła o łaskę dla rodziny oraz modlitwę za jej duszę. Według popularnej, ale również podważanej przez historyków legendy, jej ostatnie słowa brzmiały Kochałam Culpepera. Umieram jako królowa, choć wolałabym być jego żoną. Kat ściął jej głowę jednym ciosem topora (a nie miecza jak Anny Boleyn). Razem z nią wyrok śmierci wykonano na jej damie dworu Jane Parker, która, uwięziona, oszalała. Prawo zakazywało wprawdzie egzekucji osób chorych psychicznie, ale Henryk je zmienił. Obie pochowano w nieoznaczonym grobie w pobliskiej kaplicy St Peter ad Vincula na terenie zamku Tower of London, obok kuzynki i poprzedniczki Katarzyny u boku Henryka VIII, Anny Boleyn. W roku 1876 odnaleziono i zidentyfikowano szczątki obu byłych królowych i przeniesiono do osobnej krypty przed głównym ołtarzemFraser, str. 426. W czasach królowej Wiktorii dokonano renowacji kaplicy i choć nie zidentyfikowano szczątków Katarzyny wśród odnalezionych kości, została upamiętniona na tablicy ku czci wszystkich, którzy zginęli w Tower.