Weil die Thuisbrunner aufgrund von Mißständen schon im 15. Jahrhundert auf einen eigenen Pfarrer pochten, wurde die Schloßkapelle 1460 zur Pfarrkirche (ecclesia parochialis) mit eigenem Pfarrer erhoben. Dazu gehörten schon damals die Orte Neuses, Höfles, Hohenschwärz, Hammer und Dürnhof. Haidhof kam Anfang des 16. Jahrhunderts dazu.

Wegen großer Feuchtigkeit und Kälte wird die Kirche nach längerer Zeit baufällig. In den Jahren 1670/71 wird geklagt, daß „weder im Winter noch im Sommer die Zuhörer vor Regen und Schnee bleiben“ können und „Am Sonntag Lätare hat der Pfarrer 'vor trüpf' nicht auf der Kanzel bleiben können und auch nicht am Altar bei der Austeilung des Abendmahles“. So wird im Fränkischen Ober- und Unterland eine Kollekte erhoben und damit ein neues, größeres Langhaus der Kirche sowie ein Kirchturm neu erbaut. Dieser stürzt ein Jahr später ein. Neu aufgebaut wird 1831 das Läuten der Glocken wegen Baufälligkeit verboten. In den folgenden Jahren wird ein Teil des Turmes abgetragen, einige Jahre später das Notdach vom Sturm weggefegt.

Der ansbachische Kanzleiinspektor berichtet: Die Kirche „ist alt, schmutzig und... beständig feucht, ungesund und im Winter, da die Wände beinahe mit Eis überzogen sind, haben die Bewohner sehr viel von der Kälte auszustehen“.

So erreicht man nach langen Verhandlungen mit dem Staat wegen der Baupflicht schließlich, daß 1855 der Grundstein für einen neuen Kirchenbau auf dem heutigen Platz am Weg nach Hohenschwärz gelegt werden kann. Dem im 19. Jahrhundert neu erwachten Nationalgefühl ensprechend wird die Kirche durch Baumeister Horneber in Erinnerung an die großen Dome der Gotik geräumig und mit den typischen Spitzbögen im Stil der Neugotik errichtet.

Leider geht bei der Abtragung der alten Kirche u.a. das Bild der heiligen Katharina verloren. Der Neubau wird zunächst ohne besonderen Namen schlicht als „Pfarrkirche zu Thuisbrunn“ bezeichnet. Erst im Jahr 1982 wird der Name „Katharinenkirche“ auf Beschluß der Gemeinde wieder aufgenommen.

Das Altarbild von 1895 mit dem auferstehenden Christus spiegelt ebenfalls den Optimismus und die Aufbruchstimmung des 19. Jahrhunderts aufgrund der zunehmenden Beherrschung der Natur, durch Erfindungen, neue Verkehrsmittel und den Stolz des Industriezeitalters.
Aus der Vorgängerkirche wurde der aus Sandstein gefertigte Taufstein vom Beginn des 18. Jahrhunderts sowie das eindrucksvolle Vortragekreuz von 1711 übernommen. Auch die Moseskanzel stammt aus der alten Kirche. Sie wurde aber zunächst in Nebenräumen aufbewahrt und erst 1930 durch Pfarrer Riedel am heutigen Platz aufgestellt.