Khi Kasatkina 7 tuổi, Maxim Prasolov bắt đầu huấn luyện cô. Năm 14 tuổi, cô chuyển huấn luyện viên sang Damir Rishatovich Nurgaliev.[94] Bắt đầu từ năm 2015, cô chuyển đến Trnava ở Slovakia để đào tạo tại Empire Tennis Academy, với lý do sở thích của cô là đào tạo từ một thành phố lớn, một điều ít khả thi ở Nga. Tại học viện, cô làm việc với cựu vận động viên quần vợt chuyên nghiệp người Slovakia Vladimír Pláteník.[6]

Sau 3 năm, cô thuê Philippe Dehaes làm huấn luyện viên mới của mình vào cuối năm 2017. Kasatkina trước đây đã tìm kiếm huấn luyện viên của Dehaes vào cuối năm 2013 khi cô đến Bỉ để tìm kiếm nguồn tài trợ từ một nền tảng cung cấp hỗ trợ tài chính cho một trong những tay vợt trẻ của Dehaes. Dehaes đã tuyên bố anh có phong cách huấn luyện khác với Pláteník, nói, "Cô ấy đã làm việc trước đây với một huấn luyện viên thực sự tập trung vào đối thủ và thích nghi trò chơi với đối thủ. Tôi không xem đối thủ." Anh nói thêm, "Tôi khăng khăng để cô ấy tự do khi cô ấy chơi, nhưng cô ấy phải sáng tạo, phải làm mọi thứ xảy ra, thực sự giống như một nghệ sĩ. Tôi đã so sánh nó với một bức tranh trống vài ngày trước, và tôi nói cô ấy có thể làm bất cứ tác phẩm nghệ thuật nào trên bức tranh mà cô ấy muốn miễn là nó đẹp."[91] Anh trai của Kastakina Alexandr là huấn luyện viên thể dục của cô.[86]