Nonostante oggi l’ambiente presenti una continuità spaziale unitaria, esso è in realtà il risultato di quattro fasi di costruzione ed arredo precedute da un periodo, che va dal 1611 al 1614, in cui matura l’idea di costruzione del nuovo oratorio da parte della Confraternita Laicale di Santa Caterina e di conseguenza il progetto originario.

• I FASE, 1614-1623: inizia la costruzione che viene portata a termine secondo il primo progetto con pianta a croce latina e copertura con volte a crociera, mentre le decorazioni degli stucchi interni vengono completate solo alla fine degli anni trenta del 1600. L’edificio viene consacrato il 23 Aprile 1623 e il 21 maggio dello stesso anno il crocifisso viene trasferito nella chiesa;
• II FASE, 1649: sono necessarie modifiche nella zona del coro che viene ampliato ed alzato per la costruzione del nuovo altare maggiore di Tommaso Redi;
• III FASE, 1697-1732: dopo un piccolo terremoto del 1697, la supposta copertura con volte a crociera della navata viene trasformata in un soffitto con volte a botte. Dal 1701 al 1703 le volte a botte vengono affrescate e si rinnova completamente la decorazione a stucchi tardo barocca, trasformando decisamente la struttura spaziale interna e configurando unitariamente lo spazio così riconoscibile oggi;
• IV FASE, META’ DEL 1700-1782: si completano gli stucchi tardo barocchi con interventi di rococò simmetrico, che definiscono l’immagine attuale della chiesa.