Согласно Ж. Вито, в основе всех сохранившихся текстов лежало Мученичество, составленное на греческом языке в VI–VII вв. Самым древним свидетельством почитания Екатерины до недавнего времени считалось её упоминание в Житии Павла Латрского (X в.). Однако был найден мюнхенский манускрипт (VIII–IX вв.), содержащий латинский вариант Мученичества Екатерины. К VIII–IX вв. относятся также две фрески с изображением святой: одна находится в Риме, другая – в Неаполе. Среди учёных вопрос об исторической достоверности существования Екатерины вызывает множество споров. Некоторые полагают, что её образ восходит к анонимной христианке, о которой церковный историк IV в. епископ Кесарии Палестинской Евсевий сообщает сведения, во многом схожие с Мученичеством Екатерины: девушка отличалась красотой, мудростью, была блестяще образованной, героически выдержала все истязания, к которым была приговорена по приказу Максенция. Однако, согласно Евсевию, эта дева, которую Руфин в латинском переводе «Церковной истории» именует Доротеей, не была казнена; император ограничился ссылкой и лишением имущества. Цезарь Бароний предполагал, что, возможно, святая вернулась из ссылки и в скором времени приняла мученическую смерть в Александрии, а имя Доротея было именем святой до обращения в христианство, при крещении она получила имя Екатерина, которое, согласно самой распространённой интерпретации, в переводе с греческого означает «всегда чистая». По другой версии, образ Екатерины восходит к Ипатии – женщине-философу, убитой разъярённой толпой в результате внутрицерковных распрей (415 г.). Она тоже была родом из Александрии Египетской, славилась мудростью и образованностью, обладала глубокими знаниями философии, риторики, математики и астрономии. Неясными для исследователей остаются обстоятельства обращения Екатерины в христианство. В древнейших редакциях её Жития нет подробного описания принятия Екатериной христианской веры. Ставший впоследствии очень распространённым сюжет «мистической свадьбы» впервые появляется, как полагают исследователи, в 1438 г. в английском переводе Мученичества Екатерины, т.к. именно с этого времени сюжет «свадьбы» возникает в живописи. Согласно легенде, знатную девицу редкой красоты и мудрости Екатерину родственники принуждали к замужеству, чтобы у неё была возможность передать по наследству царский титул и огромное денежное состояние. Екатерина поставила условие: её жених должен быть равен ей, во-первых, по знатности происхождения, во-вторых, по богатству, в-третьих, по красоте, в-четвёртых, по образованности и мудрости. Тогда мать Екатерины, тайная христианка, отвела её к некоему подвижнику, который сказал, что знает Человека, не просто равного, а превосходящего Екатерину по всем четырём критериям.