Святая Екатерина, согласно житию, родилась в Александрии в 287 году. Она была очень образованной девушкой, изучила труды всех античных философов. Была крещена монахом из Сирии, после чего ей приснился Иисус и во сне подарил ей кольцо, назвав своей невестой.
Когда Екатерине было 18, она пришла в языческий храм во время праздничного жертвоприношения, совершаемого императором Максимином. Екатерина начала проповедовать, пытаясь обратить язычников, в том числе императора, в христианскую веру. Умная и красивая девушка привлекла внимание императора Максимина, и он решил попытаться её переубедить. Для этого он устроил диспут, на который пригласил лучших языческих философов. Философы проиграли в споре, и Максимин приказал сжечь их. Екатерину по его приказу избили воловьими жилами и заключили в темницу.
В темницу к Екатерине приходила жена императора Августа, её сопровождал римский военачальник Порфирий. Они пытались переубедить девушку, но в результате Екатерина обратила их в христианскую веру.
По совету одного из вельмож Максимин изготовил специальное орудие пытки, состоящее из нескольких колёс с шипами. Екатерину собирались привязать между колёсами, чтобы шипы разодрали её тело. Злодеям не удалось осуществить этот план: как только Екатерина коснулась колеса, оно разрушилось. После этого жена императора стала обвинять мужа в злодеянии и признала себя христианкой. Максимин казнил её, военачальника Порфирия и других воинов, обращённых в христианство Екатериной. После этого он предложил Екатерине стать его женой при условии, что она отречётся от Иисуса и поклонится языческим богам. Девушка отказалась, и ей отрубили голову. По легенде, из раны потекла не кровь, а молоко.
Святая Екатерина обычно изображается с мученическим колесом, картина Караваджо – не исключение. Она считается покровительницей всех, чья работа связана с перевозками, потому что традиционный атрибут святой – колесо. Также святая Екатерина покровительствует учёным, педагогам, библиотекарям и всем, чья работа связана с накоплением и передачей знаний.
Моделью для «Святой Екатерины Александрийской» Караваджо выбрал Филлиду Меландрони – куртизанку, в которую он был влюблён. Через восемь лет после написания картины Караваджо убил любовника Филлиды знатного римлянина Рануччо Томассони. После этого Караваджо бежал из Рима.
