Церковь Святой Екатерины была предназначена для местных работников железной дороги, руками которых она и была построена. Первый камень был заложен в 1892 году в честь значимого события в российской истории – присоединения Крыма к российской территории в 1783 году. Этот день, был днём рождения действующей императрицы Екатерины II. Средства для строительства собирали феодосийцы, они же бесплатно строили храм в выходные.
Церковь построена в традициях архитектуры русских церквей 17 столетия. Её фундамент представляет собой равноконечный крест, а стены разделяют угловые колонны. Церковную крышу украшают пять синих куполов, на которых изображены звёзды. Вход в Церковь Святой Великомученицы Екатерины выполнен в виде портика, над которым установлена довольно скромная, но изящная звонница.