Екатерининская церковь находится в северо-западной части монастырского ансамбля. Она стоит рядом с руинированными остатками больничной палаты, построенной в конце XVII в. Сооруженный из кирпича небольшой храм первоначально получил сдержанную декорацию в духе позднего классицизма. Прямоугольный в плане объем храма вытянут с сервера на юг и завершен поздней четырехскатной кровлей с луковичной главкой на первоначальном круглом глухом барабанчике.
Подготовка к строительству храма началась в 1712 году. Первого марта на больничную церковь заготовлено 150 бочек извести, «куплено дров на обжиг кирпича на строение больничной церкви 500 сажень».
13 мая 1713 года строитель Авраамий подал царю Петру Алексеевичу челобитную «что де у них в пустыне у больницы церкви Божией не устроено, а монахи больничные за древностию многие в соборную церковь с прочие братиею к литургии ходить не могут, а ныне обещался вкладчик их подполковник Кирилло Карпов сын Сытин в той больнице построить вновь каменную церковь во имя великомученицы Екатерины» и просил на то дозволения. Митрополит Стефан блюститель патриаршества дал благословенную грамоту на строительство больничной церкви.
Храм строился на средства помещика села Дубровы подполковника Кирилла Карповича Сытина. В 1714 году здание церкви построено. Сразу за храмом располагалось братское кладбище, он вплотную примыкал к зданию монастырской больницы для удобства посещения богослужений содержащимися там больными и немощными монахами. Храм был освящен 10 ноября 1714 года, по желанию храмоздателя, в честь святой великомученицы Екатерины.
Первое описание Екатерининской церкви относится к 1718 году: «При больнице церковь каменная во имя святыя великомученицы Екатерины. На церкве глава деревянная, обита чешуею деревянную, крест железной с сиянием в одну сторону золочен. В церкви и в олтаре шесть оконниц стеколчетых».
В описи монастыря за 1756 год отмечено, что церковь «пустая». Видимо, к 1756 году богослужения в храме не проводились.
К 1772 году церковь великомученицы Екатерины «обновляется помещиком Карпом Кирилловичем Сытиным». Видимо, сыном Кирилла Карповича Сытина, на средства которого сооружен храм.
В 1834 году здание вновь перестроено «на средства Александровских 2-й гильдии купцов Ивана, Григория и Александра Дмитриевичей Уголковых-Зубовых».
В 1891 году в Екатерининской церкви сделаны новые потолок, накат и пол. Храм и ризница при нем облицованы снаружи и внутри кирпичом на цементном растворе, вновь оштукатурены и окрашены масляной краской. «Два креста вызолочены, кровля вся выкрашена медянкою, приделан вновь вход в оную с южной стороны». Интерьер храма расписан. Храм вновь освящен 29 июля 1891 года.
Первый иконостас Екатерининской церкви был сооружен в 1714 году в «один пояс с резными столбами да сенью над царскими дверми, да клеймо особое».
В 1806 году иконостас был позолочен и обновлён вновь написанными образами.
По указу духовной консистории от 16 февраля 1833 года разрешалось в Екатерининской церкви «приведший в ветхость и облинявший иконостас устроить вновь, написать в оной вновь иконы за ветхостью прежних». Эта работа проводилась на средства Ивана и Григория Дмитриевых Зубовых.
В 1891 году в Екатерининской церкви «исправлен заново иконостас с новой резьбой, выкрашен и вызолочен. Иконы заново все исправлены». Этот новый трехъярусный иконостас описан в описи Лукиановой пустыни за 1895 год: «Иконостас столярной работы о трех ярусах. Царские врата прорезные, на них иконы: Благовещения Превсятыя Богородицы, … По правую сторону царских врат иконы Господа Вседержителя, … На южной двери архангела Гавриила, Великомученицы Екатерины, … По леву сторону царских врат иконы Божией Матери с Предвечным Младенцем, седящем на престоле … На северной двери Архистратига Михаила, Всех Святых …, Святителя Николая. Во втором ярусе иконы: над царскими дверьми Тайныя Вечеря. По правую сторону иконы: Живоначальныя Троицы, Богоявления Господня, Вознесения Господня. По левую сторону иконы Рождества Пресвятая Богородицы, Рождества Христова, Введение во храм Пресвятыя Богородицы. В третьем ярусе иконы. В средине Положение во гроб Спасителя. По правую сторону Моление о чаше, Лобзание Иудино, Сретение Господне, Преображение Господне. По левую сторону Снятие со креста, Вход в Иерусалим, Воздвижение Честнаго креста Господня, Успение Пресвятыя Богородицы». В этой описи за престолом указан «семисвечник металлический вызолоченный на таковых же цепях с семью стаканчиками… Посреди церкви паникадило медное отбеленое, местами вызолоченное с 24-мя свечниками на железных цепях спускаемое по балагану».
После закрытия обители в 1925 году в Екатерининском храме был оборудован клуб. В послевоенное время в монастыре расположился инвалидный дом, где содержались престарелые и «тихопомешанные» («буйнопомешанные» отправлялись во Владимир). Церковь великомученицы Екатерины с больничной палатой была приспособлена под нужды этого заведения. В алтарной части Екатерининской церкви размещалась пекарня, а в другой части — баня, которые топились дровами.
В бане был вмазан в печь огромный котел, где грелась вода, а рядом стоял огромный, в рост человека, чан для холодной воды. Воду сюда поставлял водовоз. День работы бани был таков: один день — мужской, другой — женский. Остальные дни отдавались под прачечную, где вручную стиралось казенное инвалидское белье.
Дом инвалидов был выведен в конце 1984 года, и с тех пор обитель формально была на балансе Владимирского областного управления культуры. Но фактически монастырь был брошен на произвол судьбы, территория обители никем не охранялась и за эти 7 лет до передачи обители Церкви пустынь понесла значительные разрушения. Здания ветшали и разбирались на стройматериалы. В это время была утрачена и больничная палата при Екатерининской церкви, а сам храм пришел в аварийное состояние.
Реставрация храма святой великомученицы Екатерины — одна из первоочередных задач для обители. Пока сил и средств на это не хватает, своими силами мы только поддерживаем остатки здания от окончательного разрушения.
