Храм возведён в 1811–1823 годах по проекту архитектора Андрея Михайлова в «греческом вкусе» (в стиле раннего классицизма). Храм венчает большой купол на вершине которого возвышается фигура Ангела с крестом. К 1863 году со стороны Кадетской линии по проекту архитектора Фёдора Нестерова была построена колокольня, для чего был разобран западный портик храма, что несколько исказило его первоначальный облик. По сторонам от колокольни расположены одноэтажные павильоны — сторожка и часовня, где находился образ святой великомученицы Екатерины.
На месте, занимаемом церковью святой великомученицы Екатерины, в 1745 году располагалась «полотняная» (переносная) церковь Живоначальной Троицы Кабардинского полка. Затем её сменила деревянная Никольская церковь, при астраханском драгунском полке. Между 1745 и 1773 годами она получила новое название – Церковь святой великомученицы Екатерины. Некоторое время церковью пользовался Кексгольмский полк.
В 1782 году деревянная Екатерининская церковь становится «оспенною», такие церкви по указу Святого Синода от 1775 года назначались для заболевших оспою или корью.
Священники оспенных церквей могли входить только в те дома, где были люди, заражённые этими болезнями, а жители этих домов могли обращаться с требами только к священникам оспенной церкви.
В 1809 году в день Рождества Христова деревянная церковь сгорела. Из имущества сохранилась только храмовая икона святой великомученицы Екатерины. После этого события начался сбор средств для возведения нового храма в этом же месте.
Церковь Святой Екатерины была заложена 26 сентября (8 октября) 1811 года. Строителями нового храма были избраны купцы И. Водовозов, П. Новиков и Д. Голубин. Проект храма в «греческом вкусе» разработал профессор Императорской Академии Художеств Андрей Алексеевич Михайлов (1773—1849). Также известен как А.А. Михайлов «2-й» (после его брата, Александра Алексеевича «1-го»). Андрей Михайлов являлся одним из участников постройки Исаакиевского Собора. Можно сказать, что храм во имя святой великомученицы Екатерины стал венцом его творчества.
Греческий вкус — название стилевого течения в европейском искусстве второй половины 18 века, ориентированного на древнеримские и древнегреческие образцы, вновь открытые раскопками Помпей и Геркуланума и путешественниками в древние города Сирии и Греции. Течение рассматривают в качестве первого этапа западноевропейского неоклассицизма и раннего классицизма в России.
В 1823 году постройка церкви была завершена и 23 октября (4 ноября) 1823 года храм был освящён.
В 1861—1863 годах с западной стороны храма возвели каменную колокольню по проекту архитектора, академика Императорской Академии художеств Фёдора Ивановича Нестерова. Из-за её постройки был разобран портик храма, а сам храм соединен с колокольней. Таким образом колокольня нарушила первоначальную композицию, созданную архитектором Андреем Михайловым. Вместе с колокольней было пристроено здание для сторожей и новая каменная часовня, где находился образ Святой великомученицы Екатерины спасённый при пожаре старой церкви. Между ними была установлена железная решетка с двумя воротами. В дальнейшем облик храма почти не менялся.
В церкви было три придела и три престола:
- главный, освящённый в честь Святого Иоанна Крестителя,
- второй — в честь Святого Иоанна Богослова
- и третий – в честь Святой Великомученицы Екатерины.
Над главным престолом на четырёх тумбах, украшенных позолоченной резьбой, была устроена сень из балдахина, стоявшего над гробом Императрицы Елизаветы Алексеевны во время следования её праха из Беляева в Чесьму.
В 1907 году святые Престолы и жертвенники во всех трёх алтарях были обрамлены белым каррарским мрамором с инкрустациями. Скульптурная работа по оформлению иконостаса производилась профессором В. И. Демут-Малиновским. Иконы в большом иконостасе принадлежали кистям знаменитых художников Ф.П. Брюлло и академику Г.К. Угрюмову. За святым престолом в главном алтаре находилась икона Воскресения Христова, работы К.П. Брюллова, в золотой раме.
Приход церкви состоял преимущественно из крестьян, рабочих с биржи и судов, а для биржевых артельщиков – церковь была родной. Артели участвовали в создании и оформлении храма. Каждая артель имела свой собственный образ, о котором заботилась, украшала, перед которым молилась и теплила лампады.
Каждый год в первый Спас к стрелке Васильевского острова от храма шёл крестный ход с водосвятием и молебнами, который останавливался у двух приписанных к храму часовен: во Имя Нерукотворного Спаса у таможни, и у чугунной, близ Тучкова моста, которую построили в 1900 году торговцы сеном в память Александра III.
К храму также была приписана и домовая церковь в Повивально-гинекологическом институте.
В 1876 году при церкви было организовано Приходское Благотворительное Общество, в котором состоял знаменитый петербургский купец Елисеев. Члены общества помогали бедным прихожанам, собирая ежемесячные пособия для неимущих, а в 1888 году была открыта богадельня для безродных стариц.
С 1909 года настоятелем церкви был известный богослов и профессор Духовной академии протоиерей Сергий Соллертинский, которого перед революцией сменил находящийся в духовном сане протоиерея Леонид Тихомиров, автор книги по истории храма и один из инициаторов создания РОЛМ — Русского общества любителей мироведения.
После 1917 года храм утратил свои ценности. В декабре 1935 года был закрыт. С 1936 по 1953 год здание храма фактические не использовалось и не эксплуатировалось. Во время Великой Отечественной войны, в июне 1942 года, в часовню при церкви попали снаряды.
В дальнейшем здание бывшей церкви было занято лабораторией Гидрологического института, а в 1953 году его передали Всероссийскому нефтяному научно-исследовательскому геологоразведочному институту (ВНИГРИ) под лабораторный корпус. В капитальные стены врезали бетонные перекрытия разделив объём на четыре этажа. Здание часовни, разрушенное во время войны, было реконструировано под трансформаторную подстанцию.
В марте 1996 года часть здания церкви Святой Екатерины была возвращена верующим. 1 декабря 2000 года на колокольню подняли позолоченный крест. 7 декабря 2004 года впервые был отслужен молебен святой великомученице Екатерине в освобожденной части церкви под куполом.
В настоящее время регулярные богослужения проходят в помещении под колокольней. Ведутся работы по реставрации храма. Восстанавливается историческая конструктивная схема и объемно-планировочная структура.
Архитектура
Церковь Святой Екатерины в плане имеет форму четырёхконечного креста. Храм увенчан большим куполом на высоком барабане, декорированном 24-мя колоннами коринфского ордера. На вершине купола размещён шар на котором возвышается фигура Ангела, держащего медный крест.
Первоначально крест и шар были позолоченными, купол храма обит белым железом, а кровля окрашена зелёной масляной краской. Стены интерьера были расписаны на Евангельские сюжеты, а своды выполнены в виде розеток. На северной стене находилась композиция «Поклонение волхвов», на южной – «Крещение Господне», на западной – «Вход в Иерусалим», в куполе была изображена Богородица, на столбах – четыре Евангелиста. Пол во всём храме был деревянный окрашенный жёлтой краской в алтарях, на амвонах и клиросах.