Este óleo sobre lienzo estaba situado en un pequeño retablo de la antigua iglesia de San Miguel de los Octoes, en la Plaza Mayor, formando pareja con una Inmaculada. Posteriormente, tras el incendio del templo en 1790, el lienzo pasó a la parroquia de los Santos Justos y Pastor, hasta su traslado a la iglesia de nuestra Señora de las Maravillas en 1890. Y desde 2015 se encuentra en la catedral madrileña.

La protección de bienes a través de su declaración como Bien de Interés Cultural (BIC) o Bien de Interés Patrimonial (BIP) supone que cualquier actuación que se pretenda llevar a cabo sobre ellos deberá ser autorizada previamente por la Dirección General de Patrimonio Cultural del Gobierno regional, además de ajustarse a lo dispuesto en el texto de la declaración que, entre otros aspectos, regula los criterios básicos que deben respetar las intervenciones.

La pintura mide 180 x 108 cm y se encuentra en buen estado de conservación. En la misma, la imagen de Santa Catalina se muestra con el estilo y el refinamiento de las de Veronés, ataviada con rica indumentaria y con el cabello adornado por perlas, portando corona en alusión a su noble origen. Lleva los instrumentos alusivos a su martirio, una espada en la mano izquierda y una rueda dentada bajo la derecha.

Juan Antonio de Frías y Escalante nació en Córdoba, ciudad donde habría recibido su primera formación. Su actividad, no obstante, se empieza a documentar hacia 1650 trabajando en el taller madrileño de Francisco Rizi, uno de los maestros más importantes de su tiempo. Su labor artística se extendió apenas a dos décadas, siendo su período de mayor fecundidad el comprendido entre 1659 y 1669, coincidiendo con los últimos años del reinado de Felipe IV y los primeros de Carlos II.