Prospetta sulla piazzetta omonima, delimitata sul lato opposto da San Tommaso di
Canterbury e dal Collegio Inglese, a sinistra dal fianco di San Girolamo della Carità e
a destra dal settecentesco palazzo Mastrozzi.
La più antica menzione si trova nei Mirabilia (Santa Maria in Caterino o in Caterine);
nel 1186 una bolla di Papa Urbano III la indica ("S.Mariae in Catherina") come
parrocchia dipendente dalla basilica di San Lorenzo in Damaso. Il nome deriva
probabilmente da una pia fondatrice di nome Caterina (come nel caso di altre chiese
romane: San Lorenzo in Lucina, San Lorenzo in Miranda); quando il significato non
fu più inteso, venne corrotto in diverse maniere (in Catemeri, in Catinieri, in Catenieri,
in Cathenieri, in Catinara, in Caterina). In un diploma del 1224 si ha la doppia
intitolazione; Sanctae Mariae et Sanctae Catherinae, mantenuta nel Catalogo di
Torino (c.1320) e in quello dei Signorili (c.1425). Aggiunge l'Huelsen che "autori
recenti hanno voluto correggere il cognome inde caternariis, ed inventata la fiaba, che i
prigionieri riscattati dalle mani dei Barbareschi di Tripoli e di Tunisi abbiano appese le
loro catene presso l'altare della Vergine: fiaba che dall'Armellini ed altri viene riferita
come documento autentico per il nome e la storia della chiesa. Il cognome male
interpretato fece, al secolo XVI in poi, subentrate al culto della Vergine quello di S.
Caterina: così già nel Liber Anniversariorium del Gonfalone del 1490 viene detta S.
Catherine in cathenieri, nei cataloghi del 1492 ed in quello dell'Anonimo Spagnolo
semplicemente S.Catherinae, nel catalogo di S.Pio V (1566) S.Catherina in Catenaria".
Tra la metà del XII secolo e i primi decenni del Duecento l'Amministrazione della
chiesa fu oggetto di una lunga contesa tra San Lorenzo in Damaso e i Capitolo di San
Pietro: fu quest'ultimo a prevalere, come documentano le bolle emanate da Alessandro
III, Urbano III (sopra citata), Innocenzo III e Gregorio IX. Nulla è rimasto della
struttura medievale, fatta eccezione, forse per l'interessante particolarità planimetrica
del coro con tre absidi.
Durante il Papato di Pio V (1566-72) la chiesa venne eretta vicaria perpetua. Alla
metà del Cinquecento era già inserita, come appare ancora oggi, in un'insula formata
da un gruppo di case ristrutturate nel Settecento: l'edificio forma un angolo del
complesso e in via in Caterina si vede, murato l'ingresso laterale della chiesa. Agli anni
Ottanta del Cinquecento risale il restauro dell'edificio attribuito a Ottaviano
Mascherino sulla base di un disegno raffigurante la pianta della chiesa (Roma,
Accademia Nazionale di San Luca). L'intervento di Mascherino si limitò tuttavia
all'interno, poichè la facciata mantenne l'aspetto medievale fino al Settecento.
Due restauri avvennero nel 1857 e nel 1879; quest'ultimo, promosso dal cardinale Edoardo
Borromeo, riguardò il rifacimento di alcuni altari. Pochi anni dopo si collocò l'attuale
soffitto ligneo, proveniente dalla demolita chiesa di San Francesco presso Ponte Sisto.
Nel 1932 il Capitolo di San Pietro concesse la chiesa all'Arciconfraternita di Sant'Anna
dei Palafrenieri, la cui sede originaria era l'omonima chiesa inclusa nella Città del
Vaticano; l'importante sodalizio eresse in Santa Caterina un altare e il coro ligneo. In
quello stesso anno cessò la secolare funzione parrocchiale.
Rimane ancora ignoto l'autore della facciata, di non grandi dimensioni, concepita a ordine
unico, per ottenere un effetto di monumentalità. Le due coppie di paraste poggianti su
plinti, con capitelli ionici, che delimitano la facciata, recano segmenti di trabeazione da cui
partono le volute che salgono al timpano triangolare. La superficie di fondo è movimentata
dal portale con timpano curvo spezzato e dal finestrone centrale, con una cornice ispirata a
modelli borrominiani racchiudente lo stemma del Capitolo di San Pietro. Una datazione
plausibile della facciata si colloca entro il 1730, anno in cui la chiesa venne riconsacrata al
termine di un lungo concorso per la vicaria protrattosi dal 1699.
L'interno è a navata unica, con tre nicchie su entrambi i lati entro cui trovano posto gli
altari. Sulla navata si innesta il coro a tre absidi che costituisce con la sua pianta a
trifoglio l'elemento più interessante della struttura della chiesa: il disegno di Mascherino
non è ancora elemento sufficiente per comprendere se la rara forma triabsidata spetti a lui o
costituisca invece un'eredità medievale.
Il ricco soffitto ligneo a cassettoni policromi, alternativamente ovali e cruciformi, proviene
dalla chiesa di San Francesco nell'Ospizio "dei Centropreti" a Ponte Sisto, demolita nel
1879 per la realizzazione del Lungotevere. Fu commissionata da Sisto V, di cui reca gli
emblemi, araldici (il leone e le pere) ed è databile al 1587-88. Nel riquadro centrale, ove
originariamente era un rilievo raffigurante San Francesco, è lo stemma del Capitolo di San
Pietro, il preesistente soffitto della chiesa era stato dipinto da un "N. Bolognese", poco
prima del 1686(Titi).
Nella prima nicchia a destra sono del lombardo Girolamo Muziano l'affresco col Riposo
nella fuga in Egitto e la lunetta con due Profeti e putti, databili a poco dopo l'arrivo a
Roma del pittore (1549). Se nella lunetta è evidente l'influsso di Michelangelo, nella scena
notturna del riquadro l'artista ricorre ai modelli veneti (Tintoretto, Sebastiano del Piombo)
basilari nella sua formazione.
Nella seconda nicchia era l'ingresso laterale, murato probabilmente nel secolo scorso:
nell'aprile del 1855 veniva infatti consacrato l'altare, intitolato al Santissimo Crocifisso. A
tale anno risale la decorazione a finta cortina e il baldacchino che sovrasta il pregevole
Crocifisso ligneo, opera forse della fine del Cinquecento attribuita ad artista fiammingo.
Nella terza nicchia è l'altare di Sant'Anna, qui collocato nel 1933 a seguito
dell'insediamento dell'Arciconfraternita dei Palafrenieri. E' opera moderna ispirata
a modelli barocchi e racchiude il gruppo scultoreo di Sant'Anna e la Vergine,
proveniente dal Monastero della Santissima Concezione in Campo Marzio. I
numerosi ex voto collocati al suo interno testimoniano la devozione delle
partorienti alla madre di Maria.
Segue il coro con absidi su tre lati; in quelle laterali, al posto dei precedenti altari,
sono gli stalli lignei collocati dopo l'insediamento dell'Arciconfraternita dei
Palafrenieri.
Nella calotta dell'abside a destra è affrescato Dio Padre tra gli angeli e cherubini
(uno dei quali regge la Veronica). Dalle antiche guide è nota l'intitolazione del
sacello a San Carlo Borromeo (sulla parete erano rappresentate scene della vita del
santo, canonizzato nel 1610). L'affresco sopravvissuto, stilisticamente affine a
quello nella calotta del sacello antistante, già ritenuto di Jacopo Coppi, è stato più
plausibilmente riferito a Francesco Nappi.
L'altare maggiore, come documenta l'iscrizione, venne rinnovato nel 1870 dal
cardinale Edoardo Borromeo: lo fiancheggiano due angeli reggitorcia in legno
dorato di scuola berniniana. Sopra è un dipinto ottocentesco raffigurante la Gloria
di santa Caterina d'Alessandria, riferito allo Zucca, artista poco noto, seguace di
Antonio Cavallucci. A sinistra è la pregevole custodia dell'olio santo in forma di
edicola marmorea, degli inizi del Cinquecento.
L'abside di sinistra durante il Cinquecento fu di pertinenza della Confraternita dei
Calzettai (pio sodalizio insediatosi in questa chiesa nel 1538) che dedicò la piccola
cappella a Sant'Antonio di Padova collocandovi una statua ricordata ancora agli
inizi del secolo successivo. A seguito di contrasti con il Capitolo di San Pietro i
Calzettai dovettero lasciare la chiesa per essere accolti temporaneamente in San
Giuliano a Monte Giordano e successivamente in Sant'Omobono, dopo essersi uniti
con Sartori e Giubbonari. Dell'Antica decorazione rimane nella calotta l'affresco
raffigurante un Coro di angeli, attribuito a Francesco Nappi; sotto c'erano Episodi
della vita di Sant'Antonio da Padova, segnalati fino all'Ottocento. L'intitolazione
rimase fino al 1850, anno in cui un nuovo altare fu intitolato ai santi Pietro e
Paolo per iniziativa del cardinale Mario Mattei. In tale occasione venne collocato
il dipinto con i Santi Pietro e Paolo databili alla fine del Seicento e riferibile ad
artista influenzato dal Carlo Maratta.
Nella terza nicchia a sinistra si trova l'altare della famiglia De Monte che
presenta un'interessante decorazione cinquecentesca pervenutaci pressochè
integra (a differenza delle decorazioni del coro) nonostante gli insoluti
problemi dovuti all'umidità di risalita. Mensa e paliotto sono stati rifatti nel
1879 su iniziativa del cardinale Edoardo Borromeo.
La cornice in stucco racchiude l'affresco con la Madonna con Bambino e le
sante Caterina d'Alessandria e Apollonia. Ai lati, sovrapposti alle lesene, due
telamoni sostengono l'architrave su cui siedono due efebi e poggia una cartella
retta da un angelo contenente un affresco monocromo raffigurante il
Banchetto di Erode e al Decollazione di Battista. Nella lunetta superiore è
affrescata l'Annunciazione.
Sui lati interni dei pilastri sono due lapidi in marmo bianco con gli stemmi
delle famiglie De Monte e Ceci: dal testo si ricava il nome del committente,
Lavinia De Monte (sposata a Giulio Ceci) e l'anno di esecuzione della
decorazione , 1569. Incerta resta l'attribuzione degli affreschi, variamente
riferita alla scuola del Vasari, a Michele Grechi, a Domenico Zaga: con
quest'ultimo si stabilisce un collegamento con la bottega di Perin del Vaga e in
tale ambito è probabile che sia da individuare l'autore degli affreschi
dell'altare. Ad un diverso autore, forse fiorentino, sembra invece spettare la
scena nella lunetta.
Nella seconda nicchia a sinistra è la tela raffigurante il Miracolo di Santa
Valeria (la martire decapitata porta la propria testa a san Marziale, vescovo
di Limoges, mentre officia la messa). E' copia ottocentesca, realizzata da
Francesco Kech sotto la direzione di Vincenzo Camuccini, del quadro eseguito
per la basilica di San Pietro da Giovanni Antonio Galli detto lo Spadarino,
temporaneamente collocato (1824) in questa chiesa a seguito della mutata
intitolazione dell'altare di San Pietro, e trasferito poi nello Studio del
Mosaico in Vaticano.
La prima nicchia conserva la memoria funebre di Giuseppe Vasi, l'incisore
palermitano che fu tra i maggiori illustratori dei monumenti romani antichi e
moderni, scomparso nel 1782: il suo profilo, ha rilievo in stucco, campeggia
entro un'ovale con fondo nero sovrastante la lapide con l'iscrizione. Il
registro dei deguntidi Santa Caterina segnalava l'artista "Degens in Palatio
Farnesiano", dove appunto abitava dal 1748. Il Vasi volle essere sepolto a San
Gregorio al Quattro Capi, ma nel 1784 il figlio Mariano fece qui collocare la
memoria funebre.
Sulla stessa parete si trovano tra le altre, la lapide funeraria di Nicola
Bonarelli (1623), personaggio della corte del Cardinale Odoardo Farnese, che
"di potentia... fecce un eppitaffio", e quella di Giovanna Battista Grappelli
(1728), giurista e poeta membro dell'Arcadia.