Современное церковное здание выстроено в 1766–1767 гг. по проекту архитектора К.И. Бланка на средства императрицы Екатерины II в память о ее воцарении. Храм представляет собой редкий для Москвы памятник позднего барокко. Четверик основного объема, к которому примыкают объемы апсид и трех притворов, завершен высоким сомкнутым сводом с люкарнами и главой на граненом барабане. Храм украшают колонны и пилястры коринфского ордера, пилястры с волютами в верхней части здания, картуши и другие декоративные элементы. Стены были расписаны Д.Г.Левицким и В.И. Василевским. В 1769 г. к церкви святой Екатерины была перенесена кованая ограда, стоявшая ранее между Архангельским собором и Патриаршим двором в Кремле (1731 г.), а в 1820-х гг. по образцу старой поставлена новая ограда, спроектированная Ф.М. Шестаковым (в 1870-е гг. решетки заменены). По проекту архитектора Д.Н. Чичагова (по другим данным – П.П. Петрова) в 1870–1872 гг. трапезная была полностью перестроена в новый зимний храм, повторяющий силуэт летнего храма святой Екатерины. Главный престол зимнего храма был освящен во имя Спаса Нерукотворного Образа, а приделы – во имя святого благоверного князя Александра Невского и святителя Николая Чудотворца. В результате, храмовый комплекс состоит из трех построек, протянувшихся с востока на запад: летнего храма, колокольни (первоначально двухъярусная, затем достроена третьим ярусом, впоследствии верх разобран) и зимнего храма. В 1879 г. на углу Щетининского и Погорельского переулков по проекту архитектора Г. Иваницкого выстроено двухэтажное здание богадельни.
В 1931 г. храм был закрыт. Завершение храма и верх колокольни были закрыты, исчезли утварь и иконостас. В зимнем храме располагались конторы, в летнем – жилье. Затем храмовый комплекс был передан Всесоюзному художественному научно-реставрационному центру имени И.Э. Грабаря. В 1970-80-е гг. была проведена реставрация, восстановлены барабан с главкой, раскрыта часть первоначальной живописи.
В 1992 г. храм возвратили Русской Православной Церкви. С 1994 г. здесь располагается подворье Православной Церкви в Америке. Среди святынь храма – иконы преподобного Германа Аляскинского с частицами святых мощей (перенесена в храм в 2002 г.).
Екатерины, великомученицы, в Екатерининском женском дворянском институте церковь
(Суворовская площадь, дом № 2; уничтожена).В левом крыле красивого двухэтажного здания на Суворовской площади, занимаемом ныне Центральным домом Российской Армии, находилась церковь мученицы Екатерины. Храм первоначально был устроен в 1779 г. в Инвалидном доме для старших офицеров и солдат. В 1802 г. Инвалидный дом перевели в Екатерининскую богадельню у Матросского моста на Яузе. В здании на Екатерининской площади в 1803 г. было открыто училище ордена святой Екатерины для дочерей потомственных дворян. (Само здание построено в середине XVIII века графом А.В. Салтыковым и выкуплено Екатериной II в 1777 г.). Перестройку дома под училище производил в 1803–1805 гг. архитектор Иван Жилярди.
Первоначально церковь помещалась в середине институтского здания, вероятнее всего в бельэтаже. В 1805 г. по случаю расширения училища здание церкви перенесли в правое, восточное крыло здания. 1830 г., когда к училищному зданию сделали пристройку, церковь перенесли уже в третье место – в левое, западное крыло. Храм устроили «в два света», с хорами. Новый иконостас был сделан под мрамор, с колоннами. Так как по ветхости живописи и по размерам иконы прежнего иконостаса не могли быть помещены в новом, их поместили в алтаре.
Обновленный храм был торжественно освящен 14 сентября 1830 г. В 1860 г. неизвестная благотворительница пожертвовала для него пять колоколов весом восемь пудов. Они были повешены на деревянной отштукатуренной колокольне, устроенной над крыльцом левой пристройки. Екатериной II были пожертвованы «замечательные облачения из лилового серебристого глазета с серебряными украшениями», священные сосуды с прибором, украшенные бриллиантами. Церковь обновляли в 1902 г. В 1925 г. в здании училища разместился Центральный дом Советской Армии. Храм был разорен, его помещение занял концертный зал.
Екатерины, великомученицы, при Ново-Екатерининской больнице церковь
(Страстной бульвар, дом № 15).