В числе праведных жён изображение Екатерины включали в состав многофигурных композиций: «О Тебе радуется» и др., например, икона «О Тебе радуется» (XVI в., монастырь великомученицы Екатерины на Синае). Образ Екатерины или сцена открытия её мощей есть на иконах и гравюрах с видом Синайского монастыря: икона мастера Кесаревуса «Богоматерь Неопалимая купина» (1691–1708 гг., монастырь великомученицы Екатерины на Синае); икона мастера Иакова Мосхоса «Синай» (первая четверть XVIII в., монастырь великомученицы Екатерины на Синае). В XVII–XIX вв. Екатерину изображали вместе с великомучеником Меркурием, память которого отмечают одновременно или накануне дня памяти Екатерины: роспись собора монастыря Святой Троицы в Метеорах (XVIII в.); икона «Великомученики Меркурий и Екатерина» (вторая половина XVIII в., Музей монастыря Лимонос на острове Лесбос); две иконы из частных собраний, известные по каталогу аукциона «Сотбис»: «Великомученики Меркурий и Екатерина» (XVII в.?); «Великомученики Екатерина и Меркурий поражают царей» (Крит, начало XVII или XIX в.). Иконография Екатерины, поражающей нечестивого царя, редко встречается в греческой живописи и, как полагают исследователи, была заимствована из западноевропейского искусства, где она известна со времени позднего Средневековья (например, «Великомученица Екатерина Александрийская», картина нидерландского мастера последней четверти XV в., Метрополитен-музей, Нью-Йорк). Изображения Екатерины многократно воспроизводились на предметах мелкой пластики (крестах, иконках), в шитье, на гравюрах. Многие из образцов были вложены в Синайский монастырь или созданы в нём: серебряная митра (1636 г.) – дар жителей города Янина; орарь (вклад Никифора Марталиса, архиепископа Синайского; 1648 г., критская мастерская); шитый образ Екатерины с житийными сценами (1770 г., мастерская в Вене); плащаница с образом Екатерины и сценами её Жития (1805 г., мастерская в Вене). На Руси изображения Екатерины известны с домонгольского времени. Как Екатерина идентифицируется одно из безымянных изображений святой жены в богатом платье и с венцом на голове в соборе Святой Софии в Киеве (1040 гг.). В ранних памятниках Екатерина изображалась по византийским образцам: в царских лоратных одеяниях с венцом на голове и крестом в правой руке, левая рука поднята в жесте моления; иногда на её плечи накинут плащ (нередко киноварного цвета). Образ Екатерины был включён в декорацию Спасо-Преображенского собора Мирожского монастыря (рубеж 1130 и 1140 гг.), церквей Спаса Преображения на Нередице (1199 г.), Спаса Преображения на Ковалёве в Великом Новгороде (1380 г.), Рождества Христова в Довмонтовом городе во Пскове (конец XIV в., Государственный Эрмитаж).