Podle historiků byla rotunda původně zřízena jako součást opevnění jižní hranice Moravy. Rotunda byla nejprve zasvěcena Zvěstování Panny Marie, ke změně patrocinia došlo kolem roku 1134 ve jménu svaté Kateřiny Alexandrijské, patronky panen, studentů, učitelů, námořníků, tiskařů, ochránkyně úrody a pomocnice při hledání utonulých a nemocech jazyka.

Od 13. století je rotunda sv. Kateřiny označována za královskou hradní kapli a to až do roku 1710, kdy císař Josef I. prodal část hradu i s rotundou městu Znojmu. Měšťané tak v zámeckých prostorách mohli zřídit pivovar, z rotundy se následně stal sklad, tančírna, pivnice i chlév. Na významnou historickou hodnotu rotundy svaté Kateřiny se poukázalo až během 19. století, kdy byla část unikátních maleb obnovena. Restaurace a archeologické výzkumy trvaly do konce minulého století.

I díky tomu dnes mohou návštěvníci obdivovat unikátní atmosféru hradní kaple svaté Kateřiny s dechberoucími, nesmírně cennými celoplošnými románskými malbami, které symbolizují spojení Čech a Moravy pod vládou jedné dynastie k tomu předurčené.

Náboženská tématika se tak silně prolíná s dynastickými motivy týkající se mýtického původu přemyslovského rodua oslavy předurčení Přemyslovce Konráda I. Znojemského českým knížetem. Původní význam maleb i identita jednotlivých postav je ovšem dodnes předmětem debat.