La primera tarea de los dominicos tras su llegada al pueblo de Azcapotzalco, entre los años 1524-1534, fue la de construir un convento que les sirviera de casa y una parroquia que les ayudara en su labor evangelizadora. Los indígenas que habitaban dicha región fueron la mano de obra, que participó en la construcción del mismo (Cruz 1973).

Además de la construcción de una Iglesia principal que sirviera como eje de la vida religiosa de los habitantes de Azcapotzalco, también llevaron a cabo la construcción de capillas, las mismas debían estar ubicadas en el corazón de cada uno de los 27 barrios que conformaban este pueblo ("Artes de México, Azcapotzalco" 2010: 26-27, ). La capilla de Santa Catarina que data del siglo XVII, es un ejemplo claro de estas construcciones.

Gilberto Pérez Rico en su libro "Guía de templos y capillas de Azcapotzalco" indica acerca de la construcción de esta capilla: “originalmente fue construida en advocación al Sagrado Corazón de Jesús y santa María de Guadalupe, con muros de baraque y bóveda de cañón que fueron destruidos y transformados en el siglo XVIII, cuando se le agregó la torre, sufrió modificaciones en 1833” (Pérez 2003: 15).

Se sabe que fue reconstruida en el año de 1933, conforme una placa ubicada en su fachada con la siguiente inscripción: "ESTA CAPILLA FUE RECONSTRUIDA EN ENERO 17 DE 1933. POR TODOS LOS VECINOS DEL PUEBLO".

En el expediente sobre este templo, resguardado en el acervo del Archivo Geográfico Jorge Enciso, de la Coordinación Nacional de Monumentos Históricos del INAH, se sabe que en reporte de inspección solicitado por el INAH en el año de 1978, se informa que se estaban realizando construcciones a un costado del templo. Dicho reporte nos brinda la siguiente información:

“a).- Las obras que están realizando en la capilla son de primer grado (obra negra).

b)..- Las obras en construcción consisten en un salón que tendrá el uso de sagrario.

c).- Dicha obra fue iniciada en octubre de 1977…

e).- Actualmente se encuentra colado un marco para la puerta de acceso, que será por el interior de la capilla.

f).- Para el colado de dicho marco se perforó una parte del muro de la capilla, ya que la construcción del sagrario es colindante con ésta.

g).- Se construyó un muro de tabique (28cm) que servirá para limitante del sagrario, tiene una altura aproximada de 2.50 m” ("Capilla de Santa Catarina": f.10).

Estas obras fueron suspendidas en el mismo año de 1978 por parte de las autoridades del INAH por no contar con los permisos correspondientes para ser llevadas a cabo ("Capilla de Santa Catarina" 1978).

En mayo del año 2000, se solicitó valoración en los daños estructurales de la capilla, específicamente en su cúpula y pilares ya que presentaban agrietamiento. Dicho diagnóstico elaborado por la Coordinación Nacional de Monumentos Históricos en junio de ese mismo año, nos informa que: “…se observó que el estado físico del templo en el aspecto estructural es estable en su fachada, torre, nave y sacristía y regular en la zona del falso crucero, por la presencia de grietas en pechinas, arcos y cúpula.” ("Capilla de Santa Catarina" 2000: f. 30).

No será sino hasta dos años después que se otorgue la licencia para la realización del proyecto de restauración consistente en: “Consolidación de cúpula con refuerzo en la fractura a base de reposición de ladrillo cuatrapeado: restitución de aplanado a base de cal arena con acabado bruñido.” ("Capilla de Santa Catarina" 2002: f. 44).

Los trabajos no serán concluidos, ya que en el año de 2006 se pide nuevamente licencia para continuar con los trabajos a realizarse en la cúpula.

En el año 2014, que se hizo una revisión del inmueble, se observó que se encontraba en buen estado de conservación, tanto en el exterior como en su interior.

Inmueble incluido en el Decreto de Zona de Monumentos Históricos en la Delegación de Azcapotzalco, D.F., Diario Oficial de la Federación (De la Madrid 1986: 4-9).