Este convento de Santa Catalina fue fundado por el arzobispo Tenorio hacia 1372 debido a la gran devoción que le tenía a la santa. En el exterior aún se aprecia la rueda de Santa Catalina, donde se la dio muerte. Por orden de este arzobispo, pasó a mano de los monjes Jerónimos en 1398 tras la negativa del clero talaverano de habitar el edificio, concretamente de los canónigos de La Colegial, por lo que también se le conoce a este edificio como San Jerónimo. Durante una breve época también residieron en él los Jesuitas, a finales del siglo XIX, y de esa época se conservan algunos cuadros. En 1831 pasó a manos particulares. Ya en el siglo XX se hizo cargo la familia Aguirre, concretamente de don Jacinto Aguirre Oyarzabal, nacido en Vitoria, y casado con doña Teresa Jiménez de la Llave, talaverana de nacimiento, que crearon un colegio de huérfanos bajo la advocación de San Prudencio, en recuerdo del hijo de los fundadores. El complejo se compone de la iglesia, el claustro, la casa de los canónigos y las actuales dependencias del Museo Etnográfico, que albergan una almazara y unas tenerías que pertenecieron al convento de San Catalina. Actualmente las monjas de las Hijas de la Caridad llevan la administración de las instalaciones que albergan el colegio de La Milagrosa, en la calle Río Tajo.
De la parte más primitiva solo queda hoy en día la llamada Puerta del Serafín o Querubín, que se encuentra en la plaza del arzobispo don Pedro Tenorio, y que en su momento daba acceso al claustro, y hoy en día, al Patio de los Artesanos. Lo más llamativo de su interior es la escalera volada que da acceso al coro, obra del maestro Guerra (1551) y su sacristía de planta octogonal. En el exterior se aprecia la mano del afamado arquitecto del monasterio de El Escorial, Juan de Herrera, que en el testero del edificio colocó unos grandes contrafuertes debido a que el edificio tendía a caer por ese lado. También se ve la similitud que tiene la capilla mayor y ábside con el puente de un galeón, simbolizando la iglesia como nave de Pedro. Bajo este detalle se aprecia el escudo heráldico del arzobispo don Pedro Tenorio, el león rampante. El aspecto actual de la iglesia data de 1620, cuando recibió sus últimas reformas. Volviendo al interior, en las pechinas de la cúpula del crucero se ven los cuatro evangelistas y asociados a ellos entre las pilastras de la misma cúpula, se aprecian a los cuatro padres de la iglesia latina: San Jerónimo, San Agustín, San Ambrosio y San Gregorio Magno, que aún conservan restos de la policromía que llegaron a tener en su momento.
Los religiosos que habitaron Santa Catalina fueron famosos por ser buenos copistas de libros y por tener una de las boticas mejor surtidas de la zona. Ha sido restaurada recientemente, en el año 2018.
