Первоначально на этом месте в 1697–1699 годах была возведена каменная церковь во имя святой великомученицы Екатерины. Строительство осуществлялось под руководством зодчего Якова Григорьевича Бухвостова, известного своими работами в стиле московского барокко. Однако к концу XVIII века здание обветшало, что потребовало его реконструкции. В 1798 году храм был перестроен в формах раннего классицизма, характерных для того периода.
Архитектурная композиция храма представляет собой бесстолпный двухсветный четверик с одной апсидой и одной главой. Четверик имеет южный и северный входы и завершен восьмигранным медным куполом с крестом. К храму примыкает трехъярусная колокольня, нижние ярусы которой являются четвериками, а верхний — цилиндрическим, увенчанным купольной кровлей со шпилем.
Внутреннее пространство храма включает своды, расписанные известным рязанским иконописцем Николаем Васильевичем Шумовым. Иконостас, созданный в 1878 году, украшает центральную часть интерьера. Среди святынь храма особо почитаются иконы святой великомученицы Екатерины и святого великомученика Георгия Победоносца с частицами их мощей.
В 1906 году в храме были устроены два дополнительных придела: в честь Архангела Михаила и Нерукотворного Образа Спасителя, что расширило его функциональные возможности и позволило увеличить количество совершаемых богослужений.
После событий 1917 года деятельность храма была приостановлена, и в 1935 году он был окончательно закрыт. Здание использовалось для различных хозяйственных нужд, включая размещение торговых учреждений. В этот период были утрачены верхние ярусы колокольни и часть декоративных элементов.
В 1978 году начались реставрационные работы, направленные на восстановление первоначального облика храма. По проекту архитектора С.Г. Варганова были восстановлены свод и кровля четверика с главой и крестом, крыша трапезной, а также дверные и оконные заполнения. В 1991 году богослужения в храме были возобновлены, а в 1998 году завершено восстановление
