Erste internationale Erfahrungen sammelte Jekaterina Rosenberg im Jahr 1999, als sie bei den Junioreneuropameisterschaften in Riga in 4:16,56 min die Bronzemedaille im 1500-Meter-Lauf gewann. 2003 gewann sie bei den Hallenweltmeisterschaften in Birmingham in 4:02,80 min die Bronzemedaille hinter der US-Amerikanerin Regina Jacobs und Kelly Holmes aus dem Vereinigten Königreich. Im August erreichte sie bei den Freiluftmeisterschaften in Paris das Finale und belegte dort in 4:00,59 min den vierten Platz. Daraufhin belegte sie beim IAAF World Athletics Final in Monaco in 4:02,82 min den achten Platz. 2005 bestritt sie ihre letzte Wettkampfsaison und beendete daraufhin ihre aktive sportliche Karriere im Alter von 25 Jahren.
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