Здание Екатерининского института занимает участок на берегу реки Фонтанки, который впервые был застроен в конце 1710-х годов. Здесь построили дворец для супруги Петра I Екатерины Алексеевны, названный Итальянским.
При Павле I в нём решили разместить военно-сиротский дом, а через четыре года император подарил его новому женскому учебному заведению - Екатерининскому институту благородных девиц. Существующее строение к тому времени стало ветхим, его снесли. На освободившемся месте в 1803-1807 годах по проекту Джакомо Кваренги было построено новое здание.
В Екатерининский институт принимали детей незнатных небогатых дворян. Девушек из более обеспеченных семей принимал Смольный институт.
В северном флигеле Кваренги разместил церковь. Она была освящена 1 июня 1801 года во имя Святой Екатерины. В 1837-1839 годах по проекту П. С. Плавова в церкви появился алтарь, построены своды и хоры, храм заново освящён. В 1845 году церковь стала орденской. В 1895 году на крыше дворца появилась звонница с семью колоколами.
Храм Екатерининского института был закрыт в 1923 году, через три года освободившееся помещение отдали под мебельный склад. В предвоенные годы в здании Екатерининского института располагалась школа. Во время войны - госпиталь. Здание сильно пострадало от артиллерийских снарядов. После реставрации здесь разместили некоторые отделы Российской Национальной Библиотеки. В помещении церкви сейчас расположен концертный зал библиотеки.
