Nella cappella successiva si trova la monumentale pala d’altare del Martirio di San Caterina d’Alessandria. Quest’opera venne eseguita nel 1533 dal piemontese Oddone Pascale per impreziosire l’altare maggiore dell’omonima chiesa domenicana e venne quindi qui trasferita solo in seguito al suo abbandono e chiusura al culto. La complessa opera, nella quale le componenti pittoriche si inseriscono in una imponente struttura lignea, presenta nel comparto principale Santa Caterina che rompe le ruote del martirio, incorniciata in un arco classicheggiante e affiancata dalle figure di San Pietro e di San Paolo, San Domenico e San Benedetto abate. Nel secondo registro si inserisce una Annunciazione e, nel timpano, una Pietà. La predella rappresenta la decapitazione della santa ed il trasporto del suo corpo sul monte Sinai, tra due stemmi carretteschi, di cui uno con l’insegna vescovile di Luigi Del Carretto, eletto vescovo di Cahors nel 1514.