En 1466 Niccoló Bensi mandó construir la capilla, utilizando la parte anterior de la antigua sacristía, para conservar la sagrada cabeza de Catalina, la más insigne de las reliquias de la Santa, traída de Roma a Siena después de su muerte.

Catalina murió en Roma el 29 de Abril de 1380 y la enterraron en el cementerio de Santa María sopra Minerva. Después de poco tiempo, a causa de la humedad del lugar, fue exhumada y sepultada en la misma Basílica. Fue en esa ocasión que el beato Raimondo da Capua, por entonces Maestro General de la Orden de los Predicadores, pidió y obtuvo del Papa Urbano VI la autorización de separar la cabeza del cuerpo. Trajeron la sagrada reliquia a Siena dentro de una bolsa de seda que todavía se conserva en la Casa-Santuario.

En 1385 el mismo Raimondo da Capua informó el gobierno de la República de Siena que la cabeza de Catalina se encontraba en la ciudad. Organizaron una solemne procesión que desde la iglesia de San Lázaro, fuera de puerta Romana, continuó hasta la Basílica de Santo Domingo, donde la reliquia se conserva dentro de un busto de cobre actualmente expuesto en la vitrina a la derecha de esta capilla.

Tras la canonización de Catalina, el 29 de Junio de 1461 durante el pontificado de Pio II, Niccoló Bensi senese, decidió construir esta capilla para dar digna morada a la preciosa reliquia. El altar en mármol . . .