Completamente inmersa en los olivos y posada en una roca detrás de Trevi, la ahora antigua iglesia de Santa Catalina fue durante años el centro de la vida religiosa de los trevani. Dela iglesia sólo queda un gran fresco en la pared posterior que representa una Crucifixión dramática con figuras de tamaño real de las Marías, San Francisco, San Juan Evangelista y Santa Catalina de Alejandría. El fresco data del siglo XIV y fue atribuido al «Primer maestro de Santa Chiara da Montefalco». De la iglesia sale el lienzo con el martirio de Santa Catalina, actualmente conservado en el Santuario de la Virgen de las Lágrimas.
El edificio fue probablemente abandonado debido a su incómoda ubicación y a la presencia cercana del convento de los Capuchinos, donde ahora se encuentra el Cementerio, que era más grande y activo. La devoción a Santa Catalina siempre ha estado viva en Trevi y está relacionada con el orgullo de la ciudad: el 25de noviembre, fiesta de la santa, después de asistir a misa, comenzaba la recolección del olivo. A finales del siglo XIX, el edificio fue estropeado porque se quiso obtener piedra para la construcción del hospital de Trevi y desde entonces su estado no ha hizo más que empeorar hasta la restauración de 2011, que permitió que esta joya volviera a ser visitada, gracias al trabajo realizado por la Comunidad de Montaña.