La chiesa apparteneva in origine al monastero di S. Caterina (XIV sec.), retto prima dagli Umiliati, poi da Monache benedettine (1616) e soppresso nel 1848. Un’ala del chiostro, già sede del Ristorante Venezia, fu demolita nel 1974, ma parte della struttura conventuale è ancora visibile nel cortile dietro l’edificio. La chiesa fu acquistata nel 1849 dalla Confraternita dell’Immacolata, che la trasformò in stile tardo neoclassico ornandola con elementi dell’antico luogo di culto dell’Immacolata al Sole, raso al suolo nel 1843 per fare posto a Palazzo Civico. La facciata in granito, di Bernardo Ramelli, è del 1917.