Nella cappella absidale destra della chiesa di Santa Caterina, nota come la cappella di Santa Maria degli Oliveri, si conserva un ciclo di affreschi con Scene della vita di Maria e della Passione del Cristo, pregevole esempio della pittura tardo-trecentesca toscana in Liguria.
Il ciclo è attribuito a due diversi anonimi pittori, noti come i "maestri della cappella Oliveri". Il primo artista, a cui spetta l'ideazione e l'avvio della decorazione, sembra allineato su canoni più tradizionali, mentre il secondo artista, dai modi più aggiornati e probabilmente più giovane, si distacca da schemi tradizionali e appare maggiormente sensibile al piacere del colore, con una resa delle figure delineata da variate e luminose tonalità. 
Nella prima campata di sinistra, dall'alto in basso, sono raffigurati l'Assunzione di Maria, che invia la sacra cintola a San Tommaso tra angeli musicanti, il Transito della Vergine tra gli Apostoli e il giudeo colto nel momento in cui vuole rovesciare il feretro, e lo Sposalizio della Vergine, con la coppia di sposi circondata dai pretendenti alla mano di Maria.
La seconda campata presenta invece una Incoronazione della Vergine tra angeli musicanti, nella lunetta in alto, seguita dalla Disputa al Tempio, col ritrovamento del figlio da parte dei genitori inquadrati in una monumentale scenografia, la Fuga in Egitto, con la nutrice che abbassa la palma al passaggio della sacra famiglia e, infine, l'Imposizione del nome a San Giovanni Battista, dove compaiono Maria e Giuseppe, accanto al letto di Elisabetta, e Zaccaria, colto nell'atto di scrivere sulla tavoletta il nome del Precursore.
La parete di fondo è decorata da un Redentore benedicente con un volo di angeli alla sua sinistra e la colomba simboleggiante lo Spirito Santo a destra, in alto. Le scene sottostanti, ripartite ai lati di una lunga finestra tamponata, seguono una Annunciazione, l'Incontro di Anna e Gioacchino alla porta Aurea, l'Orazione nell'Orto, della quale rimane solo il volto del Cristo, e in basso Figure di Santi con un committente inginocchiato.
Nell'unica campata affrescata di destra, nell'arco destinato al sepolcro degli Oliveri furono eseguite una Crocifissione e tondi con gli Evangelisti. Sulla parete si trovano le tracce di un possibile Compianto del Cristo Morto, con San Tommaso che presenta la famiglia genuflessa del committente, l'Andata al sepolcro, con i soldati attoniti e il gruppo delle Marie e, nella lunetta, una Resurrezione o Ascensione del Cristo.
Oltre a stemmi della famiglia Oliveri, le volte presentano tondi col Cristo in Maestà e l'Agnus Dei.