Née dans une famille paysanne, sans aucune éducation scolaire, Kateryna Bilokour s’adonne à sa passion pour la peinture en cachette, car ses parents considéraient ce talent comme inutile. Les démarches qu’elle entreprend pour faire des études artistiques se soldent par des échecs et une tentative de suicide, mais ces événements marquent un tournant dans sa vie : elle décide de devenir peintre et passe à la peinture à l’huile tout en essayant d’étudier diverses techniques picturales. Elle crée Beriozka [Le petit bouleau, 1934], aujourd’hui perdu, et Kvity za tynom [Les fleurs derrière la palissade, 1935], deux de ses tableaux les plus connus. En 1939, bouleversée par la voix d’Oksana Petroussenko, K. Bilokour lui écrit une lettre et y joint un dessin pour illustrer la chanson entendue à la radio. Malgré l’adresse improbable, la lettre parvient à la cantatrice, qui en parle à son entourage. C’est le début de la reconnaissance : la première exposition personnelle de K. Bilokour, riche de onze peintures, a lieu à Poltava en 1940. Viennent ensuite le voyage à Moscou, en guise de prime, et la visite des galeries d’art, d’autres expositions personnelles et l’achat de ses tableaux pour le musée d’Art populaire décoratif de Kiev, qui détient aujourd’hui la plus grande partie de ses œuvres. Elle connaît une consécration internationale à l’exposition soviétique donnée à Paris en 1954 : ses trois tableaux exposés attirent l’attention de Pablo Picasso, qui la compare à Séraphine de Senlis.

Elle a peint des natures mortes, des portraits et autoportraits, des paysages, des métaphores picturales (Son [Le rêve], 1940 ; Chtchastia [Le bonheur], 1950 ; Vse ide, vse mynaïe [Tout passe, tout s’en va, années 1950], mais ce sont les fleurs qui inspirent et dominent son œuvre. Gorgées de couleurs vives et heureuses, elles traduisent parfaitement son monde imaginaire et merveilleux : Kvity [Fleurs, fin des années 1920] ; Kvity v toumani [Fleurs dans le brouillard, 1940] ; Jorjyny [Dahlias, 1940]; Malvy i troïandy [Mauves et roses, 1954-1955] ; V Bohdanivtsi [À Bohdanivka, 1955] ; Soniachnyky [Tournesols, années 1950] ; Pivoniï [Pivoines, 1946, 1948, 1958] ; Bouket kvitiv [Bouquet de fleurs, 1959, 1960] ; Poliovi kvity [Fleurs champêtres, 1941, 1959].