Согласно житию, она «изучила творения всех языческих писателей и всех древних стихотворцев и философов… хорошо знала Екатерина сочинения мудрецов древности, но она изучила также сочинения знаменитейших врачей, как например: Асклепия, Гиппократа и Галена; кроме того, она научилась всему ораторскому и диалектическому искусству и знала также многие языки и наречия». Была обращена в христианство сирийским монахом, крестившим её под именем Екатерина. По преданию после крещения во сне к ней явился Иисус Христос и вручил ей кольцо, назвав своей невестой. 

Приняла мученическую смерть в период правления императора Максимина Дазы в начале IV века. Она пришла в храм во время праздничного жертвоприношения, совершаемого Максимином, и призвала его оставить языческих богов и обратиться в христианство. Царь, поражённый её красотой, пригласил её после праздника к себе и попытался убедить оставить христианскую веру. Для спора с образованной девушкой были приглашены многочисленные философы, которые были побеждены ею в споре, за что император предал их огню. Максимин сам вновь пытался убедить Екатерину поклониться языческим богам, но не смог этого добиться. Супруга Максимина исповедала себя христианкой и была казнена. Вслед за нею был казнён военачальник Порфирий и 200 воинов, обращённых Екатериной в христианство. После этих событий Максимин вновь призвал к себе Екатерину и предложил сделать её своей женой, если она принесёт жертву языческим богам. Святая отказалась, и Максимин приказал казнить её через отсечение головы. По преданию, из раны вместо крови вытекло молоко. По преданию, тело Екатерины было перенесено ангелами на вершину самой высокой горы Синая, теперь носящей её имя. После обретения монахами монастыря Преображения мощей святой Екатерины и распространением её культа монастырь к XI веку приобрёл своё настоящее название — монастырь Святой Екатерины.