Акварель демонстрирует внутренний вид церкви вскоре после завершения строительных работ. Хотя домовой храм был заложен при основании Академии в 1764 г. (архитекторы А.Ф. Кокоринов и Ж.Б.М. Валлен-Деламонт), постоянное помещение с великолепным убранством он получил спустя многие годы. Создание парадных академических интерьеров и церкви поручили архитектору К.А.Тону. Торжественное освящение храма во имя св. Великомученицы Екатерины ( в память императрицы Екатерины II) состоялось 24 ноября 1837 г.
К.А. Тон создал резной золоченый иконостас, выполненный наподобие римской трехчастной триумфальной арки. В оформлении церкви приняли участие известные художники и профессора Академии. В конхе алтарной апсиды П.В. Басин написал «Сошествие Святого Духа на апостолов». Плафон «Слава Вышнего» и полотна для западной стены исполнил В.К. Шебуев. Скульптор В.А. Демут-Малиновский создал статуи четырех евангелистов на карнизе в углах большого зала. Эти работы сохранились. К сожалению, два коленопреклоненных ангела работы С.И. Гальберга на иконостасе, держащие в прямоугольной раме изображение «Тайное вечери», утеряны.
После закрытия церкви в 1919 г. из нее начали вывозить предметы прикладного искусства. Был снят и бесследно исчез иконостас. В помещении многие годы находился клуб. Новая жизнь церкви началась в 1991 г. В 1995 г. она была заново освящена.