All’interno della chiesa i cambiamenti riguardarono la zona del coro dove, nel 1714, venne collocato un nuovo altare in marmo posizionato al centro del presbiterio, mentre la grande pala con il Martirio di Santa Caterina fu circondata da un’imponente cornice scolpita e dorata. Sulla controfacciata, al di sopra della porta d’ingresso venne inserita una cantoria con una balconata  sorretta da mensole e delimitata da una balaustra di pilastrini in legno torniti e dorati; alla base, sul piano inferiore dipinto, si legge ancora l’iscrizione che ricorda gli interventi conservativi realizzati nella chiesa all’inizio del Settecento.

Le porte di passaggio ai locali accessori vennero impreziosite da profili in pietra scolpita con decori dorati in forma di conchiglie, palme e volute. Sulle pareti laterali, nel 1719, vennero aggiunti i due altari minori la cui struttura, analoga per forma e ornamentazione, si inserisce all’interno di nicchie rettangolari ricavate  nello spessore murario. La struttura decorativa si compone di alti pilastri, coronati da capitelli corinzi, sovrastati da un architrave al di sopra del quale è inserito il simbolo legato alla dedicazione dell’altare stesso.

Sull’altare di destra è collocata la Madonna dei Dolori, opera su tela  realizzata nel 1721 dal pittore fiorentino Benedetto Luti (1666-1724) che, con colori tenui e la modulati contrasti chiaroscurali, raffigura il dolore della Vergine per la morte del Figlio.  Il dipinto dell’altare di sinistra rappresenta invece una Crocifissione, dono del Priore di Barletta fra’  Felice Landi nel 1719; proveniente dall’Italia il quadro, già oggetto di una venerazione legata ad aspetti mistici e leggendari dell’immagine, venne collocato nella chiesa di Santa Caterina suscitando  immediatamente sinceri sentimenti di devozione nei fedeli. L’immagine poteva essere temporaneamente occultata tramite portelle lignee agganciate al profilo della cornice.

Oltre ai dipinti degli altari minori, vi sono due tele ovali raffigurati l’una l’incontro della Madonna e il Bambino con san Giovanni e sant’Elisabetta, l’altra lo Sposalizio della Vergine: venerate nella chiesa fino al 1719 le due immagini vennero in seguito spostate nelle sale dell’Albergo d’Italia, e nuovamente collocate in Santa Caterina dopo il 1798. Le pareti del vano presbiteriale sono ornate da due grandi tele dipinte con lo Sposalizio mistico di santa Caterina e la Disputa con i filosofi, opera entrambe del pittore reatino Filippo Bruni, eseguite a Roma intorno al 1712.

All’interno della chiesa si conservavano anche due quadri dedicati al Sacro Cuore di Gesù e al Sacro Cuore di Maria realizzati da Giuseppe Calleja su disegni del maltese Giuseppe Hyzler; Patrimonio della chiesa di Santa Caterina e` il quadro del pittore fiorentino Filippo Paladini raffigurante lo Sposalizio mistico di Santa Caterina.

Abbandonata dai Cavalieri  nel 1798 quando i francesi imposero loro di lasciare l’isola, la chiesa di Santa Caterina passa nelle mani del governo locale e dopo la Seconda Guerra Mondiale incomincia a servire la comunita` italiana residente a Malta. Dall’anno 2000 incomincia il restauro esterno della e dal 2008 fino al 2011 con l’aiuto di numerosi sponsors tutto l’interno riacquista l’originale splendore.