На Невському проспекті, майже навпроти Казанського собору, знаходиться найстаріший католицький храм Санкт-Петербурга - храм святої Катерини Олександрійської. Ще Петро I планував побудувати на Невському проспекті храми, що належать різним конфесіям, щоб залучити в нове місто представників різної віри. Архітектором Трезіні був виконаний проект першого католицького храму Петербурга, але він не був реалізований. Під час царювання імператриці Анни Іоанівни католицькій громаді була виділена земля під забудову. Храм був побудований в 1763-1783 роках архітекторами Антоніо Рінальді і Жаном-Батистом Валеном-Деламотом в стилі раннього класицизму.

Костел є однією з найбільших церков в Петербурзі. Головний фасад храму являє собою урочисту арку, покояться на вільно стоячих колонах. Її вінчає грандіозний аттик, верхній парапет якого прикрашений фігурами ангелів і євангелістів. Храм арками з'єднується з церковними будинками (по прийому, задуманому Трезіні), в нижніх поверхах яких були влаштовані аркади. Спочатку будинки були триповерховими, потім добудованими ще двома поверхами. Будинки були зведені на початку 50-х років вісімнадцятого століття під керівництвом Антоніо Рінальді. З костелом будинки з'єднані кам'яними огорожами, в яких виконані арки воріт.

Храм був освячений 7 жовтня 1783 року у честь святої Катерини Олександрійської, покровительки Катерини II.

Інтер'єр храму був виконаний з винятковою вишуканістю, він був прикрашений монументальним живописом, кольоровими вітражами, численними скульптурами. Великий образ Святої Катерини, виконаний художником Меттенлейтером і подароване імператрицею Катериною II, розміщувався над головним вівтарем костелу. В кінці 20-х років дев'ятнадцятого століття, стіни і колони, що підтримують високий склепіння храму були оздоблені штучним мармуром. У той же в храмі був встановлений розкішний виготовлений в Італії мармуровий престол. Над вівтарем також розміщено розп'яття, виконане за ескізом В. П. Віталі. Гордістю храму став прекрасний орган, зроблений німецькими майстрами за спеціальним замовленням. Власністю храму була і бібліотека костелу, яка нараховувала понад 60 тисяч книг, виданих на тридцяти мовах. При храмі були організовані різні школи і гімназії.

В костелі побували багато знаменитостей - Адам Міцкевич, Теофіль Готьє, Ференц Ліст, Оноре де Бальзак, Олександр Дюма та ін. Тут поховані польські королі Станіслав Август Понятовський і Станіслав Лещинський, французький генерал Жан-Віктор Моро, який виступав на боці антинаполеонівської коаліції. Тут Дантес вінчався тут з Е. Н.Гончарової. Тут відбулося відспівування будівельника самого відомого храму Петербурга, Ісаакіївського собору, французького архітектора Монферрана.

Після жовтневої революції 1917 року з костелом Святої Катерини відбулося теж, що і з багатьма іншими храмами Петербурга і Росії. У вересні 1938 року костел був закритий. Він був перетворений на склад, тут розмістилася дирекція Музею історії релігії та атеїзму. Зникла бібліотека, пропало вишукане внутрішнє оздоблення, орган був зіпсований. У другій половині двадцятого століття вирішено було передати костел державної філармонії ім. Д. Д. Шостаковича, для відкриття в ньому органного залу. Були розпочаті реставраційні роботи, але в 1984 році пожежа знищила все, що було зроблено і те, що ще залишалося від колишнього оздоблення храму.

На початку 90-х років костел був переданий петербурзьким католикам, і в 1992 році тут були відновлені богослужіння. Сьогодні громаду храму св. Катерини становлять близько шестисот чоловік, в більшості своїй - росіяни. Але серед парафіян є і ті, які говорять англійською, польською, французькою, іспанською або корейською, тому тут проводяться щоденні служби на різних мовах і російською, в тому числі.