Nel 1342, il Capitolo della Cattedrale aveva istituito a cornu Evangelii la cappella di San Martino, più tardi intitolata alla Santa Croce al tempo del vescovo Capranica.
Qui godevano del diritto di sepoltura gli esponenti dei nobili casati degli Angelotti, dei Clarelli, dei Crispolti, dei Severi, dei Vincenti, fin quando agli inizi del XVI secolo Giovanni Vincenti non ne rivendicò l’esclusiva, dando inizio ad un estenuante contenzioso con il Capitolo.
Nel 1512, vi fu posto il monumentino funebre di Primavera, figlia di Bartolomeo Vincenti e di Angelina di Dionisio di Pietro Giacomo, morta prematuramente nel 1511. Si tratta di un piccolo busto nel quale il tema del ritratto funerario è risolto con grande delicatezza ed equilibrio formale dallo scultore fiorentino Federico di Filippo di Ubaldo, ricollocato lungo la navata negli anni ’40 del XIX secolo, quando la cappella fu riallestita per volontà del conte Giacinto Vincenti Mareri.
Nel 1541, il Capitolo concesse alla confraternita di Santa Caterina d’Alessandria la facoltà di erigere un altare in onore della martire paleocristiana.
Finalmente raggiunto un accordo, dopo le reiterate istanze registrate dalle Visite pastorali dei vescovi Gaspare Pasquali (1605), Girolamo Clarelli (1762), Giovanni De Vita (1765), solo nel corso della prima metà del XIX secolo fu realizzato il completo allestimento della cappella in raffinato stile neoclassico, grazie all’incarico conferito dal conte Giacinto Vincenti Mareri a Giuseppe Valadier.
Il progetto ideato dal celebre architetto, autore per il conte della elegante residenza in via degli Abruzzi e del riassetto della villa campestre di Terria, a cui conferì l’impronta di un maestoso castello, fu posto in opera da Vincenzo Micheli sotto la direzione dei lavori di Giovanni Ceccarini. La decorazione della volta e i finti marmi furono compiuti da abili maestranze, tra cui si ricordano Luigi Mozzanti e Bernardo Petrazzi.
Sull’altare è un dipinto del romano Domenico Bartolini, raffigurante la Vergine con il Bambino, Santa Filippa dei conti Mareri, santa Caterina d’Alessandria, titolare della cappella.
Il carattere funerario della cappella viene esaltato dalle due piramidi addossate alle pareti laterali, su cui risaltano le epigrafi che fanno memoria dei membri più illustri del casato, a sinistra il cardinale Ippolito Vincenti Mareri, morto a Parigi nel 1811 e traslato mezzo secolo più tardi dalla sepoltura nella chiesa di Sainte Geneviève, a destra Maria Maddalena Vincenti Varano, morta nel 1858 e il figlio Alessandro, morto nel 1860 a soli 24 anni.