Původní kostel je doložen již popisem pražské diecéze z let 1344-1350, kdy byl osazen vlastním farářem a náležel pod hradišťský dekanát a boleslavský archidiakonát. V letech 1352 a 1384 byly odsud odváděny 3 groše papežského desátku. Roku 1374 nahradil zemřelého plebána Milka kněz Matěj a po jeho smrti v roce 1385 se stal bousovským plebánem kněz Albert. Ten si roku 1404 směnil faru s Janem z Žitovlic. Nový plebán tu rovněž dlouho nevydržel, neboť v roce 1409 odešel do Katusic a odtamtud přišel do Dolního Bousova plebán Bartoloměj. Roku 1412 si plebán Bartoloměj směnil místo s plebánem Křížem z Březiny. Ten však brzy zemřel a v roce 1413 ho nahradil kněz Václav. Z tohoto přehledu máme docela dokonalou představu o místních farářích před husitskými bouřemi, avšak vůbec nevíme, jak skutečně vypadal onen původní kostel. Většina autorů se shodne na tom, že šlo o dřevěný kostel, který s některými úpravami (po jeho likvidaci roku 1639) vydržel až do poloviny 18. století, kdy již jeho stav nebyl udržitelný, takže došlo k jeho zbourání a na jeho místě byl v letech 1759-1760 vybudován současný objekt (v roce 1754 se začalo s přípravnými pracemi a až roku 1766 byl plně dokončen), když byla ještě předtím v roce 1753 obnovena zdejší farnost, zaniklá dvakrát v historii - za husitských bouří a za třicetileté války, kdy byla přivtělena k Sobotce. Roku 1832 došlo k přístavbě věže. V roce 1909 byl kostel zrestaurován podle plánů královéhradeckého architekta Rudolfa Němce. Roku 1878 byla pořízena kovová pozlacená monstrance. 31. prosince 1967 byl objekt zapsán do státního seznamu kulturních památek (viz
https://www.pamatkovykatalog.cz/kostel-sv-kateriny-2170907). Nedlouho poté došlo k některým jeho opravám, zejm. pak v jeho interiéru. V roce 2010 došlo k zrestaurování kamenných a štukových dekorativních prvků na kostele. V letech 2024-2026 probíhá obnova interiéru chrámu Páně, jež spočívá v statickém zajištění kůru a kompletní revitalizaci podkruchtí v zázemí pro návštěvníky památky.
Jde o náročnou barokní centrální stavbu elipsovitého půdorysu s čtvercovým presbytářem s přilehlými oboustrannými oratořemi a protilehlou čtvercovou kruchtovou částí. Za presbytářem je situována hranolová věž, pod níž je sakristie, zevně komponována jako průčelí s nárožními pilastry, nesoucími členitý štít stočený do volut, z něhož vystupuje tělo věže, které je zakončeno jehlancovou střechou. Stěny jsou hladké, okna vysoká s půlkruhovými záklenky. Loď je plochostropá a sakristie má valenou klenbu s lunetami.
Zařízení je převážně v rokokovém slohu, něco též v barokním a v pozdějších uměleckých slozích. Hlavní oltář je rámový, nesený anděly, na rámu je socha sv. Kateřiny, po stranách dole sochy sv. Barbory a sv. Františka z Pauly. Boční oltáře jsou dva - vlevo sv. Barbory, jenž je portálový s pilastry, současným obrazem světice a sochami sv. Petra a Pavla; vpravo sv. Anny se sochami sv. Václava a Jana Nepomuckého. V lodi je dále ještě oltář sv. Jana Nepomuckého, který je portálový, pilířový, s nikou, v níž je litinová zlacená socha tohoto světce z 19. století, a oltář sv. Vavřince, rámový a rozvilinový s anděly v barokním slouhu z období kolem roku 1700. Většina sochařské výzdoby má pocházet z dílny Martina Ignáce Jelínka z let 1750-1770 (viz
http://www.dolni-bousov-old.e-obec.cz/search.php?rsvelikost=sab&rstext=all-phpRS-all&rstema=16). Kamenná křtitelnice má starší dřevěné víko, na němž objevíme skupinu Křtu Páně z poloviny 18. století. Za zmínku stojí ještě dvojice barokních kandelábrů z kovaného železa z poloviny 18. století. Původní varhany pocházely z roku 1696 od Jana Dörfela, avšak v témže roce došlo k výstavbě nového nástroje - pozitivu, což realizoval Johann Dressel. K tomu musíme poznamenat to, že někteří autoři hovoří o tom, že ve skutečnosti šlo o jednoho varhanáře, jehož jméno bylo zkomoleno a zaměněno. Po roce 1790 byly varhany přeneseny do zámeckého kostela sv. Šimona a Judy ve Vlčím Poli. Tomuto kroku předcházelo v roce 1786 dovezení staršího nástroje, jenž byl zakoupen v Praze a měl pocházet z kostela sv. Václava na Novém Městě, jenž byl zrušen císařem Josefem II. K jeho opravám došlo v letech 1806, 1824 (Josef Chlumecký), 1832 (Christoph Hauk), 1887 (Josef Kobrle, přestavba) a 1924 (Josef Ženatý, viz
https://www.varhany.net/cardheader.php?lok=82).
Původně byla v bousovském kostele zavěšena pětice zvonů - první (zvonilo se ním klekání; 58 či 59 cm) s textem: "SLIT KE CZTY PANV buohu od petr letha panie MDLVI." byl slit boleslavským mistrem Petrem v roce 1556; druhý (sv. Mikuláš či Pátečník, 89 cm) s nápisem: "SANCTE NICOLAE ora pro nobis anno domini 1655. Zlit gest tento zwon na naklad zadussi mest: bausowa doleniho letta 1655. Waclaw Kosina Purkmistr. Girik Blazek Girik Zaur Mateg Hanuss Jan Bwa (Bůva) Ian Hosa Jan Paul Petr Sstepan : rec : Jan Nadazki" byl vyroben Janem a Štěpánem Pricqueyovými roku 1655; třetí (111 cm) s textem: "SANCTCE JACOBE ora pro nobis anno domini MDCCXXI. ZA W: D: A W: V: P: IANNA girziho Phylipi Toho czasu Diekana Soboteczskeho. 1721. ZA PANOWANÍ g: w: h: excel: p: p. Frantisska Josefa Hrabete Czernina Chudenitz p: na chudenitzich Neyhausu Kosti etc: etc: etc." byl slit Mikulášem Pricqueyem v roce 1721, k nimž náležela ještě dvojice malých zvonů z let 1781 a 1794. Jejich počet se proměnil díky rekvizicím obou světových válek, přičemž v březnu 1942 byla odevzdána trojice velkých zvonů (510, 429 a 310 kg), z nichž ten z roku 1655 přežil 1. světovou válku kvůli ochraně Státního památkového úřadu, takže tu zůstal pouze umíráček o hmotnosti 17 kg.