Царскосельский собор святой Екатерины был заложен в 1835 году по указу императора Николая I. Строительство велось по плану Константина Тона. Храм был освящен 24 ноября/6 декабря 1840 года царским духовником протопресвитером Николаем Музовским в присутствии государя и цесаревича Александра Николаевича. Площадь, на которой построили храм, получила наименование Соборная.
В 1917 году большевики расстреляли клирика собора протоиерея Иоанна Кочурова, канонизированного в наше время. Собор был взорван в 1939 году. Воссоздан в 2007-2010 годах.
В соборе три престола: главный - святой великомученицы Екатерины, правый - святых царственных страстотерпцев и левый - священномученника Иоанна Царскосельского.