L'église de Santa Caterina, aujourd'hui déconsacrée, est située dans la rue du même nom, à côté de l'ancien couvent de Santa Maria; en même temps, il fait partie du complexe de Santa Caterina, une des branches des musées municipaux de Trévise.

A la place actuellement occupée par l'église et le couvent se trouvait à l'origine le palais du da Camino, seigneurs de Trévise de 1283.
En 1306, à la mort du géniteur, le "bon Gherardo", il fut remplacé par Les fils Rizzardo, assassinés en 1312 juste sous la loggia du palais, et Guecellone, forcés de fuir lors d'un soulèvement populaire la même année.
Le palais, qui avait également accueilli Dante Alighieri, a été sérieusement endommagé à cette occasion et est resté dans un état d'abandon, ainsi que les magnifiques jardins donnant sur les remparts de la ville, pendant plus de trente ans.
En 1346, à la mairie d'Andrea Cornaro, les domestiques de Maria, dernier des grands ordres mendiants d'Italie médiévale à s'installer à Trévise, obtiennent l'autorisation de construire leur couvent et leur église dans cette région à Sainte Catherine d'Alexandrie.
La construction du bâtiment, qui commençait à l'abside et englobait apparemment une partie de l'ancien palais, fut interrompue brusquement en 1348, probablement à cause de la terrible épidémie de peste noire de cette année. L'usine étant arrivée à mi-chemin dans l'allée, une façade avec des planches en bois a été construite temporairement.
Des traces de cet état subsistent dans la fresque murale représentant Sainte Catherine dans l'acte de soutenir le modèle de la ville de Trévise découvert sur le mur sud du bâtiment.
À partir de 1469 et jusqu'au départ des Servites, le 20 janvier de chaque année se déroulait une procession solennelle en l'honneur de Saint-Sébastien pour la libération de la peste. D'après une annotation dans les mémoires de Marco Pulieri, il semble que la dernière fois que cette célébration eut lieu avec une cérémonie modeste à l'intérieur de la cathédrale fut le 22 avril 1822.
L'église ne fut achevée qu'à la fin du XIVe siècle. et le début du siècle suivant.
Quelques chapelles ont été ajoutées à l'initiative privée. Aujourd'hui, il ne reste que le "degli Innocenti", construit par le juriste de Conegliano Alberto della Motta, inhumé ici en 1406, qui, dans son testament, a également fourni le mobilier liturgique, le retable et la décoration picturale (facere dipingi dictam cappellam ).
Le bâtiment, en particulier l'abside, a été endommagé pendant l'été 1508 lors des affrontements entre les Vénitiens et les alliés de la Ligue de Cambrai.
Suivant les directives du concile de Trente, les servites prévoient en 1590 de redécorer l'église conformément à l'austérité exigée par la Contre-Réforme: des images médiévales sont exploitées et recouvertes de plâtre, de nombreux monuments sont éliminés et de faux retables sont ajoutés. avec des lames peintes sur toile.
Suppression du couvent en 1772 et cessation de toute destination religieuse des espaces en 1806, les bâtiments du complexe conventuel, y compris l'église, deviennent propriété de l'État et sont utilisés comme casernes et entrepôts militaires. La décoration du XVIe siècle était à son tour recouverte de plâtre. Le patrimoine artistique et le mobilier étaient gravement endommagés et dispersés.
En particulier sous le gouvernement autrichien suivant, l'église a été profondément transformée pour être plus fonctionnelle dans la nouvelle destination (même les trains militaires y ont été déposés au fil du temps): l'abside a été démolie et remplacée par une nouvelle façade néoclassique faisant face à la place derrière. Jusqu'au 1945, sur le pignon, on pouvait voir les traces de l'aigle impérial et l'inscription I. R. Stockage de trains militaires. L'intérieur a été divisé en trois niveaux par des greniers en bois dont les poutres ont percé des murs et des fresques.
En 1883, il fut ouvert du côté nord de l'immeuble Via dei Caminesi, pour faire place aux deux chapelles latérales, dont les arches sont encore visibles.
Le complexe a conservé sa destination militaire même après la réunification, jusqu'en 1943.
C'est l'intervention du restaurateur Mario Botter à la suite des graves dommages subis lors des bombardements de 1944 et 1945, mettant en lumière le trésor pictural oublié ("une anthologie exceptionnelle de peintures de l'arrière-pays vénitien du milieu du XIVe siècle aux premières décennies du XVe siècle, aboutissant aux fresques attribuées à Gentile da Fabriano ou à ses environs") pour favoriser la décision de récupérer l'ensemble complexe avec des fonctions culturelles