Ce vitrail (vers 1508) illustre des moments clés de la vie et du martyre de sainte Catherine d'Alexandrie, une noble érudite dont la légende fut largement célébrée en Europe à la fin du Moyen Âge. Le vitrail, réalisé par un atelier rouenais au début du XVIe siècle, suit le format caractéristique des cycles de Saint-Ouen : des scènes narratives encadrées avec précision sous des dais gothiques ouvragés, rehaussées de couleurs vives et de détails dans des cadres architecturaux.

À gauche, Catherine est représentée absorbée par ses études ou sa contemplation, le livre devant elle soulignant sa réputation d'érudition. Un panneau suivant présente la célèbre dispute avec les philosophes convoqués par l'empereur. Catherine, vêtue de rouge et de bleu, se tient debout ou assise avec assurance tandis qu'un groupe de savants se rassemble devant elle ; leurs gestes animés suggèrent le débat au cours duquel, selon la légende, elle les confondit par ses arguments.

Le volet central renferme la vision mystique dans laquelle Catherine est spirituellement promise au Christ. L'iconographie suit la convention établie : Catherine est agenouillée ou assise en adoration tandis que le Christ, accompagné de la Vierge ou d'anges, lui tend un anneau. La scène se déroule sous un dais orné et, grâce à son espace architectural clos, elle traduit le caractère intime et dévotionnel de la vision.

À droite, le récit se tourne vers le martyre de Catherine. Un panneau la montre conduite à la roue de supplice, tandis que des bourreaux préparent l'instrument mortel. L'action se déroule en extérieur, un paysage dépouillé indiquant le lieu du châtiment. Le panneau suivant représente la destruction de la roue : un ange intervient pour la briser, projetant des éclats et renversant ses bourreaux. Cet épisode dramatique est rendu avec un dynamisme inhabituel, la composition traduisant à la fois le mouvement et l'action divine.

La scène finale montre la mort de Catherine, souvent par décapitation, ici représentée avec la sainte agenouillée ou soutenue par des figures d'accompagnement, son expression sereine contrastant avec la violence de l'acte. Des anges sont peut-être présents pour accueillir son âme, achevant ainsi le passage de la sagesse terrestre à la récompense céleste.

Tout au long du vitrail, les baldaquins richement peints et les rouges, bleus et ors saturés témoignent de la grande tradition verrière de Rouen. Ce cycle offre une biographie visuelle concise mais complète de l'une des saintes les plus populaires du Moyen Âge, mettant en lumière son érudition, sa foi inébranlable et son martyre triomphant.