Se trata de un edificio de base rectangular y una sola nave, que fue construido a finales del XV y principios del XVI. Está compuesto por cuatro tramos, cinco construcciones complementarias adosadas y catorce contrafuertes que lo sostienen.

 

La fachada principal esta conformada por un vano (puerta) con arco de medio punto y dovelas rehundidas. A los lados se hallan dos columnas adosadas de fuste liso, apoyadas en pedestales prismáticos. Los capiteles son compuestos y esquemáticos. Por encima se halla un rosetón decorado con florones y cuatro círculos calados. Durante muchos años, éste fue el único aporte de luz natural al coro. 

 

Subiendo la vista podemos observar el actual campanario, erigido en la última reforma del siglo XIX. Está compuesto por tres cuerpos, separados por una cornisa de cantería y coronados por un capitel piramidal. Los restos del antiguo campanario aún se conservan sobre el tercer tramo de la nave.

 

El coro se concluyó en 1562 por parte del cantero Pedro Gómez, conocido por obras como la Casa del Sol y las Iglesias de Santiago y San Mateo de Cáceres. Ocupa todo el cuarto tramo del edificio. Se abre hacia la nave central a través de tres arcos vanos de medio punto. Está sostenido por cuatro grandes soportes (dos pilastras en los extremos y dos pilares más anchos en el centro). El frontal se remata con una balaustrada de piedra. En el centro puede admirarse un enorme escudo esculpido en piedra, perteneciente a la casa  Monroy y las Varillas. La puerta que sube al coro está trabajada en piedra arenisca y rematada por un frontón triangular, que concluye con una corona de laurel labrada en la misma piedra.

 

La pila bautismal del baptisterio es de granito sin decorar. Este último está cubierto con una bóveda de cañón.

 

La Puerta del Sol, o de Palacio, nombrada así por su cercanía al mismo, es la única que conserva el portal original y la bóveda de cañón con el escudo de la rueda de Santa Catalina en la parte superior.

 

Una de las capillas de la iglesia acoge una talla de la Virgen del Rosario, que procesiona cada 2 de febrero, con motivo de la celebración de la ancestral fiesta de "Las Candelas" o "Las Purificás".

 

El primer tramo de la Iglesia corresponde a la capilla mayor, a la que se accede a través de un arco toral, sostenido por dos grandes pilastras ancladas en la base del templo. Está cubierta por una bóveda de crucería, que crea un complicado entramado de nervios entrecruzados. Sigue la técnica de las bóvedas góticas del siglo XVI.

 

La capilla nobiliaria es de planta cuadrada y también posee bóveda de crucería. La decoran blasones de la casa de los Monroy.

 

El púlpito es una pieza labrada en granito y con forma de prisma hexagonal sin decorar, sostenido por una columna monolítica y capitel corintio decorado con torsos humanos.

 

El retablo es, sin duda, la joya de la corona del templo monroyego de Santa Catalina. Construido y ensamblado en el s. XVII, el retablo es obra de entalladores, escultores y pintores de Plasencia. En 1619 concluyeron los trabajos en aquella ciudad. El montaje finalizó en Monroy en 1623.

 

Este retablo herreriano o escurialense está tallado en madera de pino, dorada y estofada. Sustituye a otro anterior, de estilo gótico, alojado detrás del que nos ocupa.

 

Las tablas pictóricas representan el ciclo vital de Santa Catalina (Desposorios místicos, Disputa con los filósofos, Suplicio y Martirio), además de escenas de la pasión de Jesucristo (Anunciación, Natividad, Pasión y Flagelación). También aparecen: San Gregorio, San Bartolomé, San Andrés, Santiago Peregrino, Santiago Matamoros y el martirio de San Sebastián. 

 

En cuanto a las esculturas, destacan el Cristo del ático, obra de Pedro de Sobremonte, además de la Santa Catalina del segundo cuerpo, rescatada, tras una restauración, en los años ochenta del siglo XX.