По мнению исследователей, к сюжету Жития святой, содержащегося в «Золотой легенде» Иакова из Варацце, восходит образ Екатерины, попирающей нечестивого царя (римского императора Максенция), при этом она могла быть изображена с книгой в руках (каменная скульптура середины XIII в., собор в Падерборне, Германия), с мечом (деревянная скульптура, XVI в., Германский национальный музей, Нюрнберг), с книгой и мечом (деревянная скульптура начала XVI в., Государственный Эрмитаж), с колесом и мечом (каменная скульптура собора Страсбурга, около 1330 г.), с колесом, книгой и мечом (картина «Великомученица Екатерина» неизвестного нидерландского художника последней четверти XIV в., Метрополитен-музей, Нью-Йорк; картина Луки Лейденского, XVI в., Городской музей, Пиза). С XIV в. распространение получил встречающийся и раньше (фреска в апсиде церкви в Монморийоне, Франция, конец XII – начало XIII вв.) сюжет «Мистическое обручение великомученицы Екатерины» (восседающий на коленях Богоматери Младенец Христос (реже – Христос-Средовек: рельеф из житийного цикла, Тино да Камаино, первая треть XIV в., церковь Санта-Мария Доннареджина в Неаполе) вручает Екатерине кольцо): образ Микелино да Безоццо, около 1420 г., Национальная пинакотека, Сиена; витраж капеллы семейства Фольккамеров в хоре нюрнбергской церкви св. Лаврентия, мастер П. Геммель, 1481 г.; Дж.Б. Бертуччи, около 1510 – 1515 гг., Музей изобразительных искусств, Будапешт; А. Корреджо, «Обручение великомученицы Екатерины в присутствии св. Себастьяна и с мученичеством двух святых», около 1526 – 1527 гг., Лувр, Париж; Пармиджанино, между 1531 и 1535 гг., Национальная галерея, Лондон; Алонсо Санчес Коэльо, 1578 г., Прадо, Мадрид). Помимо сцен видений Екатерины (наряду с темой мистического обручения «Явление Богоматери апостолу Луке и великомученице Екатерине» – Аннибале Карраччи, 1592 г., Лувр, Париж) в качестве выделенных из житийного цикла сюжетов получили распространение композиции с изображением мучений (витраж «Святая Екатерина перед императором; Бичевание», конец XIV в., собор архидиакона Стефана, Вена; картина Л. Орси «Мученичество святой Екатерины», около 1560 г., Галерея д'Эсте, Модена; средник «Алтаря великомученицы Екатерины», Лукас Кранах Старший, около 1506 г., Картинная галерея, Дрезден; Якопо Бассано «Святая Екатерина и мученики Александрии» (или «Мученичество святой Екатерины»), 1545 г., Городской музей, Бассано-дель-Граппа; Веронезе «Заточение великомученицы Екатерины», около 1580  –1585 гг., Метрополитен-музей, Нью-Йорк), а также композиция «Диспут великомученицы Екатерины с философами» (фреска Пинтуриккио с учениками в Зале святых, Ватикан, 1492–1494 гг.; фреска Джованни Антонио Порденоне в церкви Санта-Мария ди Кампанья, Пьяченца).