La primera iglesia en Novoúzenks fue construida en 1806. Era un templo de madera, dedicado a la santa gran mártir Catalina, que fue desmantelado y trasladado a la aldea de Chertanlu desde la fortaleza Uzén, que fue disuelta. Durante mucho tiempo, esta iglesia fue la única en el asentamiento, pero después de que Novoúzenks se convirtió en una ciudad de distrito, ya no cumplía con los requisitos y no podía albergar a todos los fieles. Pronto se construyó la primera catedral en la ciudad, y la antigua iglesia de Catalina fue desmantelada por su deterioro y restaurada en 1864 como iglesia de cementerio. Era de madera, fría, con un campanario independiente y un altar, consagrado el 25 de mayo de 1865.

La iglesia de cementerio no tenía su propia parroquia y estaba adscrita a la catedral. Permaneció en pie hasta principios del siglo XX. En 1904, se aprobó el proyecto de una nueva iglesia de Catalina, que se decidió construir en la Plaza del Pan, en la parte del río de la ciudad. El proyecto fue preparado y liderado por el arquitecto saratoviano A. M. Salko. La tercera iglesia de Catalina, de madera y cálida, fue consagrada el 13 de noviembre de 1911. Sin embargo, los servicios en ella no duraron mucho. Después de la Revolución de Octubre, la iglesia fue cerrada y pronto destruida.

La vida eclesiástica en Novoúzenks resurgió en junio de 1989, cuando se registró nuevamente una parroquia ortodoxa en la ciudad. Dado que todos los templos habían sido destruidos, desde el 21 de septiembre, los servicios se llevaron a cabo temporalmente en una vivienda en la calle Rabochaya. En 1994, por iniciativa de los feligreses, la administración del distrito transfirió a la comunidad un edificio de madera de la antigua biblioteca central, construida en 1918, que se encontraba en estado de emergencia. El 23 de abril de ese año se realizó la pequeña consagración del templo en nombre de la gran mártir Catalina y la primera Divina Liturgia, después de lo cual comenzó una larga reconstrucción del edificio. En 1995, se añadió un campanario al edificio, y en 2002, el templo fue revestido de ladrillo. El área alrededor del templo fue mejorada, y continúa la restauración y mejora del propio edificio.

El 11 de septiembre de 2015, el obispo Pahomiy realizó el rito de fundación de un nuevo templo en nombre de la santa gran mártir Catalina. El edificio de piedra para 600 feligreses fue fundado cerca del museo local y de la antigua iglesia. El 30 de junio de 2016, se consagraron las cúpulas y cruces del templo, y tras la finalización de la construcción, el 4 de diciembre de ese mismo año, el metropolitano de Saratov y Volsk, Longin, el obispo de Pokrov y Nikolaev, Pahomiy, y el obispo de Balashov y Rtishchev, Tarasiy, realizaron la Gran Consagración de la iglesia de Catalina.