В первой трети XVI в. в мастерской великой княгини Соломонии Сабуровой (?) была создана подвесная пелена «Великомученица Екатерина» (музеи Московского Кремля), где великомученица изображена в рост со свитком в руке. Такие фронтальные (поясные и ростовые) изображения преобладали в живописи Москвы и Средней Руси: например, на иконе из Мурома конца XVI в. (Муромский музей) – по пояс; на иконе из Вознесенского монастыря в Московском Кремле, 1686 г. (?) в окладе 1686 г. (музеи Московского Кремля) – в рост. На свитке обычно воспроизводится текст её молитвенного обращения к Господу: на указанной иконе из Муромского музея фрагменты надписи: «Господи Боже мой, услыши мя, елико аще тебе ся молю. Аще кто воспомянет имя мое Екатерину при исходе душа его, проводи его миром». В XVI в. в русской иконописи, по мнению исследователей, появились первые изображения Екатерины с орудием мучения – колесом («Походная церковь», Тверская областная картинная галерея; поясные фигуры святых на псковской иконе «Святитель Николай», Галерея Р. Темпла, Лондон). С XVI в. в русском искусстве складывался иконографический вариант, не встречающийся в византийском или балканском искусстве, – «Моление великомученицы Екатерины о народе»: святая со свитком в руке в молении Спасителю, за фигурой великомученицы – палач, вынимающий меч из ножен; иногда рядом изображается колесо и крепостные сооружения, воспроизводящие, как считается, стены монастыря великомученицы Екатерины на Синае или города Александрии, где святая пострадала. По предположению В.А. Меняйло, на формирование этой иконографии оказало влияние почитание Екатерины как заступницы «при исходе души»: согласно тексту Жития, перед казнью она молила Господа простить все грехи тем, кто помянет её перед смертью. Литературной основой этого сюжета послужил текст Жития, известный на Руси по сборнику Миней Четьих, составленному митрополитом Макарием в середине XVI в. По мнению В.А. Меняйло, это подтверждается рядом фактов: на иконах, представляющих Екатерину в молении, нередко воспроизводился схожий по смыслу текст; великий князь Василий III перед кончиной велел принести образ Екатерины, что, по описанию «Книги степенной царского родословия», может быть истолковано как моление об отпущении грехов (Полное собрание русских летописей). В церкви во имя великомученицы Екатерины, существовавшей в великокняжеском дворце в Кремле, великие княгини и царицы получали разрешительную молитву после родов и причащались во время постов. На формирование этой иконографии также повлияли иконы «Моление Богоматери о народе» московского извода.