В начале 1870-х гг. в городке Здолбунове Волынской губ. учреждается железнодорожная узловая станция. Через некоторое время работники станции и жители Здолбунова поднимают вопрос о строительстве церкви. 18 апреля 1894 г. на видном месте на станции была установлена кружка для сбора пожертвований на строительство церкви. Управление дороги выделило 7500 рублей. Всего было собрано 14500 рублей пожертвований. Проект храма выполнил архитектор Куликовский при непосредственном участии скульптора М.И. Лебединского, который взял важнейшую роль в деле сооружения церкви.
28 августа 1894 г. была совершена закладка храма в честь великомученицы Екатерины. Через неполных два года был построен деревянный храм. Он был освящен 28 апреля 1896 г. архиепископом Модестом при большом количестве богомольцев. Храм просуществовал 14 лет. По неизвестным причинам он сгорел 17 марта 1910 г. Сразу после пожара начинается строительство новой каменной церкви, продлившееся четыре года. В 1914 г. новопостроенный храм был освящен во имя великомученицы Екатерины. Новая церковь была выдержана в русском стиле. Вокруг центральной главы находились четыре малые главки по углам и ещё одна главка над алтарём. Вместо высокой колокольни была спроектирована низкая звонница.
На внешнем виде храма сказалось военное лихолетье. Две авиабомбы, которые направлялись на вокзал, упали возле церкви и повредили звонницу, которую после войны пришлось ремонтировать. Малые главки были разобраны в конце 1940-х гг. по причине отсутствия средств на их ремонт.
До 1950-х гг. в подвальной части храма находилась церковь во имя вмч. Георгия Победоносца, так называемая теплая церковь, которая в атеистические времена была ликвидирована.
В течение многих лет храм, находясь рядом с железной дорогой и вокзалом, сильно испачкался сажей от паровозов. Это послужило причиной того, что в 1980-1981 гг. впервые весь храм снаружи был окрашен. В 1983-1984 гг. старая ограда заменена современной с кирпичными столбцами. В 1986 г. весь храм был перекрыт новой жестью и установлены новые водосточные трубы и желоба. В 1990 г. проведена внутренняя реставрация храма с написанием на стенах икон и перелицовкой иконостаса из белого цвета в золотистый.
В конце 1990-х гг. священнослужителями Екатериновского храма начаты занятия для детей в воскресной школе. Настоятель храма - протоиерей Александр Егоров.
К столетию храма, которое отмечалось в 2014 г., были осуществлены внутренние работы, связанные с росписью храма, обновлен иконостас с написанием икон. Позже было осуществлено его золочение, модернизирована система отопления с устройством обогрева пола, которую выложили гранитной плиткой, улучшило акустику в помещении храма.
Источники : http://church-site.kiev.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=1660:2011-01-31-08-07-06&catid=77:2010-12-28-20-02-18&Itemid=96 ; http://lib.ukrsd.com.ua/uploads/files/public/nashi_vud/DuhHramy.pdf