La Iglesia de Santa Catalina sucedería, según opinión general de los distintos investigadores, a una anterior mezquita. Siguiendo afirmaciones de Juan Torres Fontes, en el sector urbano estricto existirían al menos diez mezquitas.
La fragmentación urbana se organizaba en barrios de mayor o menor extensión, nacidos de las necesidades urbanas y de las agrupaciones étnicas o industriales que tenían su mezquita propia y su cementerio; organizados en torno al centro religioso contaban con alhóndigas, baños y hornos.
Estos barrios se convirtieron con la conquista cristiana en colaciones y sus mezquitas en iglesias, y muy pronto se hicieron reformas arquitectónicas que harían variar sus formas, demoliéndose las antiguas edificaciones y comenzando la construcción de nuevas.
Prueba de ello es el hecho de que en el año 1272 se hallaban abiertas al culto las iglesias de Santa María, Santa Eulalia, San Lorenzo, San Bartolomé, Santa Catalina, San Pedro, San Nicolás, San Miguel de Villanueva y San Juan del Real, con dos clérigos en cada una de ellas, cuyos nombres nos son conocidos por el Repartimiento de Murcia(ver documento).
La colación de Santa Catalina ha sido identificada como el barrio musulmán de Zabazala (palabra que significa jefe de la oración), gracias a una donación efectuada por el infante don Manuel a don Pedro Gómez Barroso, firmada en Murcia en diciembre de 1266, en la que se identifican unas casas situadas en Vfabat ÇabaÇala en la colación de Santa Catalina.
Dentro de la organización de la ciudad musulmana, la plaza de Santa Catalina forma parte de un enlace en sentido transversal que la comunicaba con las actuales calles de Platería, San Cristóbal, San Lorenzo y Selgas, para salir a la Puerta de Orihuela y, asímismo, en su plaza existía un mercado o zoco de barrio.
Diversos autores, entre ellos Vicente Roselló, Gabriel Cano, Juan Torres Fontes, González Simancas...etc, hacen referencia a una lápida sepulcral hallada en las cercanías de la actual iglesia, en referencia a Rodrigo Amador de los Ríos, y que es invocada para reforzar la tesis de la situación de las parroquias en el lugar de las mezquitas precedentes, y de que dicho hallazgo atestigua el lugar del cementerio anexo a los centros religiosos musulmanes.
El Director del Museo Arqueológico de Murcia ha corroborado la existencia de la mencionada lápida sepulcral, proveniente del antiguo pavimento de la sacristía de la iglesia de Santa Catalina. Se encuentra expuesta en la Sala IX del Museo, faltándole el extremo izquierdo. El texto corresponde a un epitafio dedicado a Al-Fadilah, según Amador de los Ríos hija de Ibn-Mardenis, y en todo caso perteneciente a su familia y fechada en 1162.
Igualmente se encuentra incrustado, en la abertura de paso que existe entre la primera y segunda capilla del lado del evangelio, un fragmento de ornamentación arábiga labrado en caliza blanca de buena calidad con relieves de bordes biselados en tres planos, que parece indicar la forma poligonal de un trozo de escultura arquitectónica. Mide 16 cm de altura por 58 cm de longitud.
En todo caso, la existencia de estos objetos no supone más que la reutilización de unos elementos artísticos como material constructivo pero no confirma, según Julio Navarro, la localización de la mezquita en el mismo emplazamiento de la iglesia ya que podían ser transportados desde cualquier otro lugar.
El padrón de 1484 nos permite conocer la categoría y vitalidad de los barrios, en función de la categoría de los contribuyentes. En cuatro parroquias urbanas: Santa Catalina, San Nicolás, Santa María y San Lorenzo; más de una tercera parte de los pecheros inscritos son grandes contribuyentes. Esta población del centro urbano reside en las dos primeras parroquias contiguas, donde se agruparía el estrato dirigente.
Dado su carácter de centro urbano se pensó en ampliar y urbanizar la plaza, en 1478. El concejo acordó derribar el horno de P. Sánchez para ensancharla y en 1439 se proseguía la ampliación a costa de varias casas y obradores. El rastreo documental de esta transformación de la plaza de Santa Catalina ha sido realizado por Ángel Luis Molina y, según el mismo, en 1512 la reforma urbanística de la Plaza Mayor de la ciudad estaba ya realizada.
Siguiendo a Vicente Roselló, se puede indicar, igualmente, el carácter céntrico de la plaza de Santa Catalina por el hecho de la construcción de la torre en 1579, por Miguel Gutiérrez, para albergar el reloj de la ciudad.
La torre de la iglesia de Santa Catalina tenía además una función fundamental. Tras la Reconquista se produce el continuo ataque de la piratería turca y berberisca que desembarcaba en la costa y, avanzaban hacia el campo, arrasando cosechas y pueblos. En el siglo XVI y buscando una mayor eficacia defensiva, se recurrió a la construcción de torres vigías que tendrían la misión de avisar del tráfico de barcos enemigos y servir de refugio en caso de invasión a los pastores, campesinos y pescadores que habitaban cerca de la costa.
Las torres se comunicaban entre sí a través de señales de humo de manera que, frente a un ataque inesperado, todo el litoral se ponía en alerta, ofreciendo un contraataque organizado. Al mismo tiempo el aviso de peligro llegaba a Murcia por la Sierra de Carrascoy, donde se encontraba un cuerpo de vigilancia permanente, dando la señal de rebato en la capital del reino la campana de la torre de Santa Catalina. Desde aquí salía el ejército hacia el campo murciano para sofocar la invasión y ayudar a las gentes del lugar.
Durante el siglo XVII se conoce la construcción de una serie de nuevos edificios públicos, algunos de los cuales se agrupaban en la plaza de Santa Catalina o sus cercanías.
