Sull’area di una chiesa del Duecento, l’edificio attuale fu (ri)costruito dalle monache Benedettine nel 1672 e dedicato a S. Caterina d’Alessandria. Si ritiene che la facciata sia stata disegnata dal Pizzocaro: caratterizzata da quattro lesene corinzie, sovrastate da timpano, essa presenta una chiara impronta palladiana ed i caratteri tipici dell’architettura religiosa vicentina del Seicento.
L’interno è a navata unica, con soffitto piano. Si nota una lapide sul pavimento e uno stemma sull’altar maggiore, che ricordano il giureconsulto Giovanni Maria Bertolo, fondatore della Biblioteca Civica e committente di Villa Valmarana Ai Nani. Tra le molte tele presenti, si segnalano: S. Benedetto e Santa Scolastica, di Giulio Carpioni (1672); sull'altar maggiore, ornato da statue di Orazio Marinali, spicca lo Sposalizio di S. Caterina di Pietro Liberi; infine, sull'attico, sedici riquadri illustrano la vita di S. Caterina. Questi riquadri sono in parte attribuiti ad Andrea Celesti, Antonio Fumiani, Giovanni Battista Molinari, Pietro Vecchia e Antonio Zanchi.
