Kathryn Janeway ist eine von zwei Töchtern des Sternenflottenadmirals Janeway. Als dieser stirbt, kommt Kathryn nur schwer darüber hinweg und verschanzt sich für Monate in ihrem Zimmer. Vor ihrer Zeit als Captain diente sie zumindest zeitweise unter Owen Paris als wissenschaftlicher Offizier. Während ihrer Zeit bei der Sternenflotte lernt sie den Vulkanier Tuvok kennen und als Freund und Vertrauten schätzen.
Im weiteren Verlauf ihrer Karriere ist sie Commander auf der U.S.S. Billings, wo sie ein einschneidendes Erlebnis hat, als sie ein Außenteam mit einem Shuttle auf eine Mission schickt und dabei drei Personen verletzt werden. Sie entschließt sich dazu, die Mission später allein zu beenden, da sie niemanden sonst mehr in Gefahr bringen will.
Kathryn ist mit dem Menschen Mark zusammen, als sie die erste Mission der Voyager beginnt. Sie soll mit dem wendigen Schiff die Badlands nach einem verschwundenen Maquis-Schiff durchsuchen, auf dem ihr Freund Tuvok als Spion eingesetzt wird. Sie holt Tom Paris, Sohn von Admiral Paris und Maquis-Angehöriger, aus einer Strafkolonie und setzt den kompetenten Steuermann zunächst als Berater an Bord ihres Schiffes ein, um mit der Voyager sicher durch die gefährlichen Badlands zu kommen. Zudem sorgt Janeway dafür, dass Tuvok als Sicherheitschef auf ihr Schiff kommt, sofern er gefunden wird.
Als die Voyager während dieser Mission in den Delta-Quadranten geschleudert wird, trifft Janeway die schwerwiegende Entscheidung zur Rettung der Spezies der Ocampa. Sie lässt die Phalanx zerstören, mit der die Voyager hätte zurückkehren können, hindert so jedoch die Kazon daran, überlegene Technologie in die Hände zu bekommen und so das Gleichgewicht in der Region zu verändern und die Ocampa anzugreifen.
Dem schnellsten Weg nach Hause in den Alpha-Quadranten beraubt, zweifelt sie in den folgenden Jahren immer wieder an ihrer Entscheidung. Jeder Verlust eines Lebens in ihrer kleinen Mannschaft setzt ihr zu. Wie damals bei der Shuttle-Mission der Billings, macht sie sich Vorwürfe und würde am liebsten selbst einen Weg finden, alle sicher nach Hause zu bringen. Janeway fühlt sich persönlich für das Schicksal ihrer Leute verantwortlich und macht es sich zum Ziel, sie auf jeden Fall in die Heimat zu bringen. Sie hat einen starken Willen, manche würden sagen Dickkopf, und vertritt auch unter schweren Umständen würdig die Föderation und ihre Direktiven.
Im Delta-Quadranten schließen sich die Sternenflottenmannschaft mit der Crew des ebenfalls gestrandeten Maquis-Schiffes zusammen. Sie macht Chakotay, den ehemaligen Maquis-Captain, zu ihrem Ersten Offizier. Er steht ihr ähnlich wie Tuvok als Berater und Freund zur Seite und bietet gerade zu Beginn der Reise das Bindeglied zwischen Sternenflotte und Maquis. Zwischen Janeway und Chakotay bildet sich auf der langen Heimreise eine sehr enge Freundschaft, jedoch lassen sie es beide nie zu mehr werden, da sie ihre Positionen daran hindern.
Als die Voyager auf die Borg stößt, wird die Drohne Seven of Nine durch Janeways Befehl vom Kollektiv getrennt. Sie hofft, richtig gehandelt zu haben und wird Mentorin für Seven. Janeway hilft ihr gemeinsam mit dem Doctor, sich in die Mannschaft zu integrieren.
Während ihrer Heimreise wird Janeway, ebenso wie Torres und Tuvok, kurzzeitig von den Borg assimiliert, kann aber gerettet und vollständig deassimiliert werden. Auf ihrer Reise trifft sie zudem einige Male auf Q, wird von ihm sogar in das Q-Kontinuum gebracht, um einen Bürgerkrieg zu beenden. Q möchte mit ihr ein Kind zeugen, um den Krieg zu beenden, sie lehnt jedoch ab und verweist auf eine weibliche Q. Dennoch wird sie Patentante von Qs Kind.
Nach der Rückkehr in den Alpha-Quadranten wird sie zum Admiral befördert.