Граф Завадовский, фаворит императрицы Екатерины II, получил эти земли в дар от императрицы и назвал усадьбу «Екатеринодар» в её честь.Строительство храма велось в период с 1793 по 1797 годы по проекту архитектора Джакомо Кваренги, известного своими работами в стиле зрелого классицизма.Каменный храм был возведён на месте прежней деревянной церкви и освящён во имя святой великомученицы Екатерины с пределами во имя святых апостолов Петра и Павла.
Архитектурная композиция храма представляет собой четырёхстолпный крестово-купольный храм с пятью главами, трёхчастным одноапсидным алтарём и двухъярусными колокольнями. Особенностью здания являются двухъярусные четырёхгранные колокольни, соединённые с основным объёмом храма сквозными колоннадами. Западный фасад украшен восьмиколонным портиком с парадной лестницей. Внутреннее убранство храма отличалось строгостью и изяществом, с использованием лепнины, подчёркивающей основные архитектурные элементы.
После смерти графа Завадовского в 1812 году усадьба неоднократно переходила из рук в руки, что привело к её постепенному упадку. В начале XX века усадьба находилась в собственности гомельских купцов Голодцов, при которых окончательно пришла в упадок. В годы революции дворец сгорел, и всё внутреннее убранство погибло. В настоящее время из многочисленных строений усадьбы сохранились в руинированном состоянии дом-дворец с галереями и флигелями, небольшая часть ограды и пилоны въездных ворот, один из корпусов оранжереи, переделанный в конюшню, и усадебная церковь святой Екатерины.
В 1929 году священник храма Иоанн Яковлевич Крещановский был приговорён к смертной казни по обвинению в организации восстания против коллективизации. С 1937 года храм прекратил свою деятельность и не использовался в советское время.
В 1974 году усадьба была признана памятником архитектуры федерального значения. В 2011 году началось восстановление церкви, из резервного фонда губернатора на восстановление было выделено 5 миллионов рублей. Однако к 2013 году восстановительные работы были свернуты, и храм остаётся в полуразрушенном состоянии.