La Hermandad Sacramental de Santa Catalina, deseosa de erigir una Capilla del Sagrario más amplia que la que poseía (la actual capilla que acoge a Ntra. Sra. del Rosario), solicitó en 1721 al Ayuntamiento la cesión de un terreno adyacente a la cabecera del templo parroquial de Santa Catalina. Concedida la petición con inmediatez, ese mismo año se iniciaron las obras, bajo la dirección del insigne arquitecto Leonardo de Figueroa, auxiliado por sus hijos Matías y Ambrosio.
En lo referente a cantería y albañilería, las obras se prolongaron hasta 1736. Otros artífices que intervinieron en el proceso constructivo, tras la muerte de Leonardo en 1730, fueron el albañil Juan Serrano (1732-1734) y los canteros Fernando Jordán, quien se encargó del pavimento, y Miguel Quintana, que realizó el zócalo de jaspes rojos y negros.
Los paramentos, bóvedas e intradós de la linterna se enriquecen con yeserías estofadas que se alternan con aplicaciones en madera dorada, llevadas a cabo en 1730 por Pablo Guisado.
Más tarde, en 1757 se acordó la culminación de los estofados y decoración pictórica de la capilla, encomendando el trabajo a Pedro Tortolero. Sin embargo, su fallecimiento propició que la labor recayese en su más directo colaborador, Vicente Alanís.
La bóveda del primer tramo de la capilla es su elemento más identificativo por su efectismo barroco. Durante las labores de restauración se detectaron señales de cambios en el proyecto, como yeserías que finalmente quedaron sustituidas por las pinturas de Alanís, en las que se representan a un coro de ángeles músicos en el anillo que rodea el espacio abierto de la linterna, los Evangelistas, los Padres de la Iglesia y cuatro grupos de ángeles con símbolos eucarísticos en el interior de cartelas.
Se desconoce si llegó a policromar las yeserías, en las que destaca la representación de querubines y serafines y el rompimiento de gloria de la linterna donde alterna nubes, ángeles y rayos dotados de espejos con un acentuado dinamismo.
Se han descubierto inscripciones en algunas yeserías que datan su ejecución en 1767, quedando firmadas por Francisco de los Reyes y Orazal.
Las pinturas murales se deben a José García en 1730, mientras que Pedro Duque Cornejo fue el autor en 1733 de los cuatro ovalados con figuras de ángeles que se alojan en la bóveda del presbiterio.
La cúpula se eleva sobre un tambor octogonal, que cuenta con ventanas que permiten la entrada de luz natural al interior de la capilla. El revestimiento exterior de la cúpula presenta una decoración en barro cocido con aplicaciones cerámicas, una técnica típica de la arquitectura sevillana. Estos adornos, que recubren jambas, pilastras y ventanales, fueron modelados por Juan Moreno y Juan Isidoro Ramos, este último padre del famoso imaginero Cristóbal Ramos
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La cúpula está coronada por una airosa linterna, también de planta octogonal, que no solo cumple una función decorativa sino que también permite la entrada de luz adicional al interior de la capilla. Esta linterna está rematada por una escultura alegórica de la Fe, obra del escultor Miguel Quintana, realizada en 1724
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La figura de la Fe, sosteniendo probablemente un cáliz o una cruz, se yergue como un símbolo visible de la función sacramental de la capilla y como un punto focal que atrae la mirada hacia el cielo, reforzando el simbolismo ascensional de la cúpula.
