Kathrin Fahlenbrach ist seit 2011 Professorin für Film- und Medienwissenschaft an der Universität Hamburg und zur Zeit Geschäftsführende Direktorin des dortigen Instituts für Medien- und Kommunikationswissenschaft. Ihre zentralen Forschungsbereiche sind visuelle Protestästhetik in den Medien, Körper- und Affektästhetik in Film, Fernsehen und Computerspielen, audiovisuelle Metaphern, sowie kognitive Film- und Medientheorie.

Ihre Publikationen umfassen u.a. Audiovisuelle Metaphern. Zur Körper- und Affektästhetik in Film und Fernsehen (Schüren, 2010) und Embodied Metaphors in Film, Television, and Video Games. Cognitive Approaches (Herausgeberschaft, Routledge, 2016). Kathrin Fahlenbrach ist zudem Mitherausgeberin der Bände Audiovisuelle Emotionen. Emotionsdarstellung und Emotionsvermittlung durch audiovisuelle Medien (mit Anne Bartsch/Jens Eder, Herbert von Halem Verlag, 2007) und Media and Revolt. Strategies and Performances from the 1960s to the Present (mit Rolf Werenskjold/Erling Sivertsen, Berghahn Books, 2014).

Seit 2009 ist sie Fellow und seit 2014 Board-Member der Society for the Cognitive Study of the Moving Image (SCSMI).