Sau khi giành được Fed Cup Trẻ vào năm 2013, Kasatkina lần đầu tham dự Fed Cup chuyên nghiệp cho Nga vào năm 2016 ở vòng tứ kết Nhóm Thế giới trước Hà Lan. Cô thắng trận đấu đôi với Ekaterina Makarova trước Cindy Burger và Arantxa Rus khi Nga thua trận.[79] Cô cũng tham dự ở vòng Play-off Nhóm Thế giới trước Belarus hai tháng sau đó và thi đấu 3 trận, vì Makarova và Svetlana Kuznetsova đều không chọn thi đấu. Kasatkina thắng trận đấu đầu tiên trước Aliaksandra Sasnovich, nhưng Nga thu cả ba trận đấu đơn khác. Cùng với Elena Vesnina, cô cũng thắng trận đấu đôi. Tuy nheien, Nga bị loại khỏi Nhóm thế giới.[80]

Năm 2017, Nga thi đấu ở Nhóm Thế giới II và thắng để vào vòng Play-off Nhóm thế giới. Sau khi Kasatkina không thi đấu ở Nhóm Thế giới II, cô đã trở lại ở vòng Play-off.[81] Tuy nhiên, lần thwus 2 liên tiếp, Nga thua ở vòng này trước Bỉ và phải thi đấu ở Nhóm Thế giới II. Kasatkina thắng trận đấu đơn duy nhất của cô. Cùng với Vesnina, Kasatkina thua trận đấu đôi trước Elise Mertens và An-Sophie Mestach.[82] Kasatkina không tham dự Fed Cup năm 2018 và Nga xuống nhóm I Khu vực châu Âu/châu Phi.[83][84]

Kasatkina thi đấu cho Nga vào năm 2019, thắng Karen Barritza sau 2 set đấu trong trận đấu đơn duy nhất của cô. Nga cuối cùng cũng giành được 1 vị trí ở vòng Play-off Nhóm Thế giới II.[85]