La nef unique de la chapelle Sainte-Catherine regarde vers le chœur animé d'un grand retable à trois travées, simple boiserie servant d'appui aux trois autels et ménageant une petite sacristie à l'arrière. Les tableaux d'autel incarnent, au centre, la dévotion locale à sainte Catherine d'Alexandrie et, de chaque côté, les dévotions universelles à la Vierge et à saint Joseph. L'aménagement du chœur, sa clôture et l'éclairage résultent de travaux effectués sous la Monarchie de Juillet. La clôture de chœur, dite table de communion, est une grille basse en fonte de fer peinte en noir, bordée à la partie supérieure d'une main-courante de bois moulurée, et composée de deux longs éléments et de deux battants ouvrant au centre. De cette époque également il reste deux lustres à six bras, en bronze doré, exceptionnel témoin du luminaire d'église avant les modèles néogothiques, et un confessionnal rustique à décor à porte ajourée en bois découpé.

En 1888, le vitrail des baies est venu compléter l'honneur rendu à sainte Catherine et rappeler le pèlerinage de Compostelle. Des statues de série ont investi non sans redondance le sanctuaire : le Sacré-Cœur, la Vierge de Lourdes, sainte Catherine, sainte Anne et saint Antoine de Padoue.