Segundo alguns historiadores, o fundador desta Igreja teria sido a rainha D. Mafalda, mulher do rei D. Afonso Henriques, filha da Madame Guiguone dos Condes de Albon de França e de Amadeu Conde de Moriana, descendentes dos imperadores da Alemanha e duques da Saxónia. D. Mafalda teria mandado construir esta igreja em honra da Virgem e Mártir Santa Catarina, cuja cabeça havia sido trasladada do Mosteiro de Águas Santas, por autorização do bispo de Orense D. Pedro II. Contra esta notícia existe uma carta do rei D. Sancho I, em que diz que este Mosteiro da Costa he meu e o fez meu padre e o amava muito . Este argumento faz com que D. Sancho I diga que o seu fundador foi seu pai e não sua mãe.Por volta de 1156 a rainha D. Mafalda doou este mosteiro aos cónegos regrantes de Stº. Agostinho. Estes cónegos governaram e possuíram este mosteiro mais ou menos trezentos e cinquenta anos, até ao ano de 1528. Em meados do século XV a coroa manifestava a intenção de entregar à ordem de S. Jerónimo a tutela do Convento da Costa, contudo, só em 1525 é que o Duque de Bragança, D. Jaime resolveu pedir ao Papa Clemente VII, por conselho do rei, que ordenasse a extinção do Convento dos Cónegos Regulares de Stº. Agostinho, e que, em seu lugar aí instituísse a ordem de S. Jerónimo. A bula Pontífice foi expedida a 2 de Março de 1527, seguindo-se-lhe em Novembro do mesmo ano a sentença executória emitida pelo prior da Colegiada, D. Sebastião Lopes. A ordem de S. Jerónimo ficou obrigada a dar anualmente uma quantia para a sustentação dos cónegos regrantes que foram desalojados. O acto de entrega do mosteiro aos padres Jerónimos deu-se em 27 de Janeiro de 1528, numa cerimónia em que esteve presente o provincial da ordem, Frei António de Lisboa.
No período do Renascimento o Mosteiro de Santa Marinha da Costa, teve o privilégio de iniciar uma das mais importantes experiências de renovação do ensino superior em Portugal. Por volta de 1537, o rei D. João III, decide transferir o colégio do Mosteiro de Penhalonga para o Convento da Costa, para nele poder estudar o Infante D. Duarte, seu filho. Também foram lá criados o Infante D. Luís e seu filho D. António. Em relação ao plano de estudos existiam na Costa os estudos preparatórios, constituídos pelas humanidades e pelas artes, e os de ensino superior relacionados com Teologia. Por alvará do rei D. João III a 6 de Julho de 1541 concedeu-se autorização para que aos estudantes deste colégio pudessem ser atribuídos os graus de licenciados, bacharel e doutor em artes, ficando equiparados aos da Universidade de Coimbra.Após a Morte de D. Duarte, em Agosto de 1543, o Colégio da Costa deixou de ser uma escola principesca deixando por isso de beneficiar dos favores régios. Em 1553 D. João III, incorpora o Colégio de S. Jerónimo na Universidade de Coimbra.Em 1820 com a instalação do liberalismo, o convento, que tinha acabado de sair de um período brilhante de afirmação e desenvolvimento e progresso, depressa esgotará a sua capacidade de desenvolvimento e sobrevivência. Em 31 de Maio de 1834, após o decreto que extinguia as ordens religiosas, os monges recebem a intimação para abandonarem o edifício. A 9 de Junho do mesmo ano dá-se a extinção do convento. O edifício passou para a fazenda nacional e foi apresentado em hasta pública. José Ferreira Pinto Bastos, industrial, fundador da fábrica da Vista Alegre, arrematou o convento. Com o seu falecimento em 1893, a casa conventual apareceu, dois anos depois, à venda pela Junta de Crédito Público. Foram arrematantes Custódio Teixeira Pinto Bastos e Manuel Baptista Sampaio Guimarães, e o auto de posse, lavrado em 25 de Janeiro de 1842, acrescenta que ao último caberia a metade do mesmo mosteiro para a parte norte até bater na Igreja, enquanto o primeiro ficava com a metade do mesmo ao longo para a parte sul, inclusivamente a varanda. Anos mais tarde a parte de Custódio foi vendida a António Fernandes Araújo, um Vimaranense que fez fortuna no Brasil, quando este faleceu em 1888, a sua propriedade passou para três sobrinhas suas.Do outro lado do edifício viveu, até 1911, Dona Custódia Carolina Sampaio, filha de Manuel Baptista, a quem coube por herança. No entanto, por volta de 1881, esta senhora havia arrendado a sua parte a um colégio, que ali funcionou uns anos. Foi herdeiro um sobrinho neto, António Leite Castro Sampaio e Vaz Vieira que, desde 1899, já vivia na outra metade da casa, por casamento com a respectiva titular, Dona Antónia de Araújo Fernandes.
Em 1936, pelo decreto nº 26450 de 24 de Março, o Mosteiro e sua Igreja foram classificados como imóvel de interesse público. Contudo um lamentável incêndio ditou-lhe um destino mais adverso, colocando-o completamente ao abandono.Por fim, em 1972, foi comprado pelo Estado que iniciou obras de restauro cinco anos depois, com vista à sua adaptação a Pousada.
História Custodial: Este arquivo foi incorporado aquando da criação do Arquivo Municipal Alfredo Pimenta de acordo com o decreto de lei. Nº.19.952 de 30 Julho de 1931, contudo, existem dois livros que foram oferecidos pelo Dr. Isaías Vieira Castro em Outubro de 1946.