El comando que mencionas en tus comentarios hdiutil create -o /tmp/Catalina -size 8500m -volname Catalina -layout SPUD -fs HFS+J parece provenir de este tutorial que en su totalidad hace lo siguiente:

Nota: he aumentado el tamaño de /tmp/Catalina.dmg de 8500m a 9000m para que sea lo suficientemente grande como para caber 10.15.4 (versiones anteriores funcionaban bien). Si el .dmg es demasiado pequeño, el comando createinstallmedia posterior fallará con el error "Error erasing disk error number (22, 0)"

Nota: he aumentado el tamaño de /tmp/Catalina.dmg de 9000m a 9500m para que sea lo suficientemente grande como para caber 10.15.5.

hdiutil create -o /tmp/Catalina -size 9500m -volname Catalina -layout SPUD -fs HFS+J
hdiutil attach /tmp/Catalina.dmg -noverify -mountpoint /Volumes/Catalina
sudo /Applications/Install\ macOS\ Catalina.app/Contents/Resources/createinstallmedia --volume /Volumes/Catalina --nointeraction
hdiutil detach /volumes/Install\ macOS\ Catalina
hdiutil convert /tmp/Catalina.dmg -format UDTO -o ~/Desktop/Catalina.cdr
mv ~/Desktop/Catalina.cdr ~/Desktop/Catalina.iso

Estos pasos funcionan perfectamente para crear un ISO, pero tienes 2 problemas que se resuelven en VirtualBox 6.1.4 - del changelog

Núcleo de virtualización: Arreglado el problema de los invitados de macOS Catalina que no arrancaban después de la actualización a partir de 10.15.2 (bug #19188)

Para versiones de VirtualBox anteriores a 6.1.4 se requieren los siguientes pasos:

Debes indicarle a VirtualBox qué arrancar

El ISO producido funcionará bien con VirtualBox, pero no se ejecutará automáticamente, ya que Apple ha colocado boot.efi en un lugar no estándar. A diferencia de un Mac real, el firmware no sabe dónde buscar.

En el shell EFI, si ingresas FS0:\System\Library\Coreservices\boot.efi (puede ser FS1:, FS2: y así sucesivamente dependiendo del orden de tus discos virtuales) se ejecutará. Esto se puede automatizar colocando el comando en un script startup.nsh que de hecho se encuentra en el archivo VirtualBox Boot.vdmk mencionado en el tutorial.

Si prefieres crear el tuyo en lugar de descargarlo de un disco aleatorio de Google, puedes hacerlo de la siguiente manera:

hdiutil create -o /tmp/CatalinaBoot -size 50m -volname MACOS_BOOT -fs FAT32
hdiutil attach /tmp/CatalinaBoot.dmg -noverify -mountpoint /Volumes/CatalinaBoot
echo 'FS0:\System\Library\Coreservices\\boot.efi' > /Volumes/CatalinaBoot/startup.nsh
echo 'FS1:\System\Library\Coreservices\\boot.efi' >> /Volumes/CatalinaBoot/startup.nsh
echo 'FS2:\System\Library\Coreservices\\boot.efi' >> /Volumes/CatalinaBoot/startup.nsh
echo 'FS3:\System\Library\Coreservices\\boot.efi' >> /Volumes/CatalinaBoot/startup.nsh
echo 'FS4:\System\Library\Coreservices\\boot.efi' >> /Volumes/CatalinaBoot/startup.nsh
hdiutil detach /Volumes/CatalinaBoot
VBoxManage convertfromraw --format VDI /tmp/CatalinaBoot.dmg ~/Desktop/CatalinaBoot.vdi

Conecta primero el disco CatalinaBoot.vdi creado en tu máquina virtual y se ejecutará automáticamente el boot.efi del ISO creado tal como lo describen.

Nota que cuando lo probé en Virtualbox 6.1.2, el ISO generado por el tutorial fallaría al usar un controlador SATA dando el error: "BdsDxe: loading Boot0001 “UEFI VBOX CD-ROM VB1-1a2b3c4d ”". Cuando se conectaba a un controlador IDE funcionaba bien.

VirtualBox 6.1.2 no ejecutará invitados de Catalina 10.15.2 y versiones posteriores

Virtualbox 6.1.0 agregó soporte para bootear APFS. Desafortunadamente, hay un problema si no tienes la versión 10.15.1 de Install macOS Catalina.app.

Hay un bug en VirtualBox que se expone en las versiones 10.15.2 y posteriores de boot.efi. Mira este hilo del foro de VirtualBox Catalina 10.15.2 does not start. Como se menciona en el Ticket relevante de VirtualBox Ticket #19188

Se ha identificado la fuente de los bloqueos de arranque, aunque arreglarlo correctamente no es completamente trivial. Es desencadenado por un problema muy antiguo en VirtualBox. En cualquier caso, se solucionará en la próxima versión de mantenimiento.

Si deseas ejecutar un invitado de macOS 10.15.2 o posterior (en cualquier host de VirtualBox 6.0.2), debes usar boot.efi de Catalina 10.15.1 o Mojave. Puedes hacerlo tú mismo siguiendo los pasos en el hilo del foro de VirtualBox o utilizar este script en GitHub macos-guest-virtualbox

Dado que 10.15.1 ya no está disponible en los servidores de Apple, es posible que necesites descargar y desempaquetar Mojave para obtener boot.efi y luego copiarlo primero al instalador de Catalina desempaquetado y luego a Catalina mismo. Como dicen en su solución alternativa

La forma realmente sencilla de ejecutar Catalina es utilizar el script para instalar Mojave en VirtualBox y luego ejecutarlo en VMWare y actualizarlo a Catalina.