Fondato nel 1582, questo insediamento fu assegnato agli Agostiniani dalla comunità e Confraternita di Santa Caterina con l’appoggio del duca di Urbino Francesco Maria II Della Rovere e del vescovo di Fano Francesco Rusticucci. Il convento fu soppresso nel 1652, mentre la chiesa fu definitivamente chiusa al culto nel 1927. Gli ambienti conventuali, ristrutturati, sono oggi adibiti ad abitazioni private, mentre la chiesa sconsacrata, di proprietà comunale e dall’interno completamente ristrutturato, svolge la funzione di sala convegni e spazio per rappresentazioni teatrali. 
L'impianto dell’edificio ecclesiastico è a nave unica con unico altare. La facciata è eseguita in laterizio, e presenta coronamento orizzontale e quattro paraste tuscaniche sormontate da trabeazione pure in cotto. L’elemento più interessante in tema di decorazione architettonica è costituito dal portale in arenaria con interessante architrave a profilo curvilineo, decorato con motivi fitomorfi e festoni: entrambi gli elementi, facciata e portale, furono oggetto di ristrutturazioni nel Settecento e nel 1985-1986. La restante decorazione architettonica della facciata è affidata ai lati del portale a due nicchie in spessore di muro, archivoltate a tutto sesto con ghiera in laterizi, e nella parte alta a tre altre nicchie (la centrale più ampia) a profilo mistilineo. La copertura, in origine a capriate lignee, fu poi modificata e trasformata a cassettoni; ricostruita dopo il 1927, la soffittatura fu ripetutamente restaurata, intorno al 1940 e successivamente nel 1985-1986. La struttura e la decorazione della facciata mostrano tuttora le forme cinquecentesche originarie; l’interno dell’edificio, così come gli ambienti dell’ex cenobio (che constava di due corpi di fabbrica con un cortile a due ordini di logge sovrapposti), a causa della loro decontestualizzazione dovuta alla modifica della destinazione d’uso, non permettono invece la lettura delle loro fasi costruttive più antiche. Alla fase cinquecentesca possono essere assegnati, all’interno, tre altari in legno con doratura. 
Lo Scipioni (1860) riferì che «nel tempio di S. Catterina, protettrice principale del luogo, trovasi un simulacro di Gesù morto ed è lavoro di scuola Veneziana, assai stimato per la squisitezza dell’arte». Si tratta di una statua policroma del Cristo morto, riferibile piuttosto all’area marchigiana dei secoli XV-XVI, che fu traslata nel 1928 nella chiesa parrocchiale di San Silvestro. Altra opera, riferita da Locchi (1934), è un quadro attribuito al Presutti di Fano (dipinto probabilmente nel 1589), rappresentante lo Sposalizio di santa Caterina, pure collocato nella chiesa di San Silvestro.

Paolo Cruciani