O mučenicima su kasnije nastali legendarni izvještaji, takozvani Passiones, koji su gotovo uvijek više plod pobožne mašte, nego povijesni podaci o osobama. Budući da se radilo o jednoj kršćanskoj djevici visokog položaja, veoma inteligentnoj, lijepoj, kako na tijelu tako i duši, njezino je mučeništvo, što ga je podnijela u Aleksandriji, još više djelovalo na pučku maštu pa se o njoj rodila legenda u raznim inačicama.

Maksimin Daia, koji je došao na vlast u rimskim afričkim provincijama naslijedivši rođaka Galerija, zaljubio se u Katarinu tako jako da je odlučio rastaviti se od svoje žene i oženiti Katarinu. Mlada ga je kršćanka najodlučnije odbila. On ju je tada suočio s pedesetoricom filozofa s namjerom da je oni uvjere kako Krist, jer je umro na križu, ne može biti Bog. No Katarina, koja je bila vrsna u govorništvu, i veoma dobro poznavala filozofiju i teologiju, pridobila je na svoju stranu mudrace koji, rasvijetljeni milošću, prionuše uz kršćanstvo. U očima pogana dvostruko poraženi, zadobiše mučeničku krunu jer ih je Maksimin stavio na muke i pogubio. Kako Katarinu nije mogao slomiti dao je načiniti strašno mučilo: kotač s bodežima, koji će je sasjeći. Mučilo se raspalo. Tada je mučenica odvedena izvan grada gdje joj je odrubljena glava.

Prema legendi anđeli su tijelo sv. Katarine prenijeli na Sinaj i ondje ga sahranili (anđeli su možda kriva interpretacija jer se u to vrijeme često govorilo da su redovnici živjeli anđeoskim životom pa bi se moglo tumačiti i da su redovnici odnijeli njeno tijelo). Na tom mjestu, između 548. i 565. poslije Krista Car Istočnog Rimskog carstva Justinijan podigao je samostan Sv. Katarine koji postoji još i danas.
Egipatski predsjednik Anvar El Sadat u blizini samostana sv. Katarine 19. studenoga 1979. započeo je s gradnjom velikog religioznog središta za tri monoteističke religije jer je na tom mjestu Bog Mojsiju predao 10 zapovijedi.

Dio povjesničara misli da je lik Svete Katarine izmišljen kako bi zamijenio pogansku filozofkinju Hipatiu Aleksandrijsku koja je također bila prelijepa, djevica i velike naobrazbe. Ubijena je zbog svojih uvjerenja – zagovarala je razdvajanje znanosti od religije! Iako je živjela 100 godina nakon Katarine, zapisi o njoj su opširniji i starijeg datuma nego o Katarini!