Construida en 1450-60 por el obispo don Fernando de Luján -último electo por el cabildo dice una inscripción en su sepulcro, aunque yerra el escultor pues fue designado por el Papa Nicolás V- fue ampliada en 1675-80 por el obispo Godoy, siendo director el maestro Pedro de Villa.
La portada plateresca fue ejecutada por Francisco de Baeza en 1532, cerrándola una reja gótica de Juan Francés.
En el interior, llama la atención su aspecto gótico con bóvedas que cubren los cuatro tramos de la capilla, pese a fabricarse en siglo XVII.
En el muro de la Epístola, sobre la pila bautismal, se aprecia el sepulcro del obispo Luján, año de 1461.
La estatua, yacente, revestida con el atuendo prelaticio, báculo y mitra; sobre ella, escenas del martirio de Santa Catalina.
El retablo actual sustituyó en 1800 al antiguo, y en él se contempla una imagen del titular en lo alto además de una Santísima Trinidad en el centro, obra de Mariano Bellver.
Convertida en la parroquia más populosa de la ciudad, tiene acceso propio desde la calle de Medina tras un larga escalatina franqueada por reja moderna.