Le premier temple à cet endroit a été construit en 1763 sous l'évêque d'Astrakhan Méthode et représentait une tour nord-est. L'église a été consacrée en l'honneur de saint Méthode, patriarche de Constantinople. Au fil du temps, le temple a subi plusieurs reconstructions qui ont modifié son apparence. À la moitié du XIXe siècle, le bâtiment était si délabré que la tenue des services religieux devenait dangereuse pour la vie, c'est pourquoi le temple a été fermé et l'idée de sa démolition a été envisagée.

En 1876, la citoyenne d'honneur d'Astrakhan, Ekaterina Fyodorovna Bashkina, est décédée. Dans son testament, elle a exprimé le souhait de construire dans le monastère Pokrovo-Boldinsky un temple en l'honneur de la grande martyre Catherine, sa patronne céleste, et d'y transférer ses restes. Pour la construction du temple et son entretien futur, elle a laissé un capital considérable. Il a été décidé de construire un nouveau temple à l'emplacement de l'ancienne église de Méthode.

L'exécuteur testamentaire d'Ekaterina Fyodorovna, le secrétaire collégial Ivan Grigorievich Chudnovsky, s'est chargé de la construction, qui a été achevée en 1894. Cependant, dans le temple construit par Chudnovsky, de nombreux défauts ont été découverts, et il a été complètement démonté. Une nouvelle construction a commencé grâce à l'initiative de l'archimandrite du monastère Mitrophane Zemlyansky.

Le temple a été achevé seulement en 1908 et a été consacré le 8 juin, le jour du 200e anniversaire de la fondation du monastère Pokrovsky. Cet événement a influencé le nom du nouveau temple. Il a été consacré par l'évêque d'Astrakhan Georgy Orlov en l'honneur de saint Méthode, du vénérable Sampson l'Hospitalier et de la grande martyre Catherine. À l'époque soviétique, l'apparence du temple a été modifiée, et la décoration intérieure a été perdue.

Dans les années 1970, le territoire de l'ancien monastère a accueilli le premier hôpital municipal de tuberculose, qui est maintenant un dispensaire antituberculeux. Dans le bâtiment de l'église se trouvaient un laboratoire hospitalier et des archives. Actuellement, une bulbe avec une croix a été restaurée sur le temple. Le 6 juillet 2012, un service a été célébré dans l'église Catherine, et le 11 mai 2013, la première Divine Liturgie a été célébrée ici après la fermeture du monastère. La restauration de l'église a commencé.

Le temple est construit dans le style néo-russe, sans réfectoire, et a des dimensions modestes, ressemblant à une chapelle. À l'origine, il était surmonté d'un toit en fer en forme de tente avec une croix octogonale brillante et dorée et une « pomme ». Des croix et des « pommes » de plus petite taille décoraient les quatre frontons latéraux. Dans la partie sud-est de l'autel, il y avait de larges portes menant à la crypte, où reposait la fondatrice du temple E. F. Bashkina. Dans la crypte se trouvait une icône de la grande martyre Catherine, devant laquelle une lampe brûlait en permanence.