Il complesso conventuale domenicano di Santa Caterina fu fondato nel 1359 dai Del Carretto, quale chiesa famigliare destinata ad ospitarne le sepolture.
La chiesa medievale presentava un impianto rettangolare, ripartito in tre navate scandite da arcate ogivali con semplici capitelli in pietra di Finale. Esse si concludevano in un presbiterio e in due cappelle laterali rettangolari, di tradizione lombarda, coperte da volte a crociera e allineate sulla parete di fondo. All'esterno, slanciate lesene in pietra di Finale scandivano la facciata "a capanna", rivolta ad oriente verso la piazza e il nucleo centrale dell'abitato. Nell'estrema linearità della struttura, nella semplicità dei volumi e nell'essenzialità degli apparati decorativi può essere colta la tradizione architettonica degli ordini mendicanti, ai quali appartenevano i Frati Predicatori domenicani, che officiarono la chiesa dalla sua fondazione al 1864.
Dopo la vivace stagione religiosa ed artistica vissuta dal convento finalese tra la fine del Quattrocento e gli inizi del Cinquecento, l'insediamento domenicano conobbe un progressivo declino, sul quale incisero le travagliate vicende del Finale nella seconda metà del XVI secolo.
Nonostante ripetuti interventi di ampliamento e rinnovamento degli spazi conventuali, questa crisi si accentò ulteriormente nei secoli successivi anche per il venir meno del patrocinio marchionale e il ridimensionamento del ruolo degli antichi Ordini Mendicanti di fronte all'emergere di nuove e più dinamiche congregazioni religiose. 
Il definitivo tracollo del convento si registrò con l'arrivo delle truppe napoleoniche e l'esproprio delle sue proprietà in favore del governo provvisorio della Repubblica Ligure nel 1798, che adibì il complesso conventuale a caserma, ospedale militare e carcere.
Con la restaurazione dei Savoia, nel 1825 i Domenicani tornarono in possesso del convento. Ma la vecchia chiesa non era più sentita come consona ai tempi e ne fu deciso un radicale ammodernamento su progetto dell'architetto finalese Domenico Porro, che ribaltò l'abside e la trasformo in un edificio ad aula unica abbattendo il colonnato medievale. 
La nuova chiesa rimase in uso poco più di un trentennio. La politica unitaria in materia ecclesiastica portò nel 1864 alla definitiva soppressione del convento con il forzato allontanamento dei Domenicani ed il trasferimento nella parrocchiale di San Biagio di molti degli arredi e degli altari.
Infine, il complesso fu destinato a penitenziario, funzione mantenuta fino al 1964. Della fase carceraria si conservano le celle di rigore, visitabili all'interno del campanile trecentesco.
Tra il 1992 e il 2001 il complesso fu integralmente restaurato.
La chiesa, mantenuta nei volumi ottocenteschi, è tornata a svolgere le sue funzioni di spazio pubblico quale centro congressuale e auditorium. 
Il piano superiore della parte conventuale, intorno ai due chiostri, ospita il Museo Archeologico del Finale, allestito nei lunghi corridoi dove si aprivano le porte del dormitorio decorate con immagini sei- e settecentesche di personaggi domenicani.
La manica edilizia sul lato occidentale della piazza è stata adibita a spazio espositivo dell'Oratorio de' Disciplinanti. Nella cadenzata "sala degli archi", al piano terreno, si conservano tracce di un affresco medievale, mentre gli ambienti ai piani superiori hanno mantenuto la loro atmosfera originaria, quando erano destinati alla tipografia e alla tessitoria del penitenziario.