Auf einem schmalen, kargen Felsgrund steht die hl. Katharina in eng anliegendem Obergewand und hypertroph plissiertem Mantel. Ihr leicht zur Seite geneigtes Haupt ziert eine überbreite Krone; mit der Rechten stützt sie ein auf die Spitze gestelltes, fast körperhohes Richtschwert. Dabei führt sie den Schwertriemen vor ihrem Leib zur linken Hand, von wo aus er dem Saumverlauf einer vor dem Körper aufgespannten, trichterförmigen Schüsselfalte folgt.
Seit ihrer Auffindung im Klebeband der Sammlung v. Savigny wird die Figurenstudie auf einen Bericht Joachims von Sandrart über drei Altäre Grünewalds im Mainzer Dom bezogen. Eines dieser Retabel war ein Marienaltar mit einer Muttergottes in den Wolken, die über einer von Sandrart namentlich benannten Phalanx weiblicher Heiliger schwebte, darunter auch eine hl. Katharina: »Ferner waren von dieser edlen Hand zu Maynz in dem Domm auf der linken Seiten des Chors, in drey unterschiedlichen Capellen, drey Altarblätter, jedes mit zweyen Flügeln in- und auswendig gemahlt, gewesen; deren erstes war unsere liebe Frau mit dem Christkindlein in der Wolke, unten zur Erden warten viele Heiligen in sonderbarer Zierlichkeit auf, als S. Catharina, S. Barbara, Caecilia, Elisabetha, Apollina und Ursula, alle dermassen adelich, natürlich, holdselig und correct gezeichnet, auch so wol colorirt, dass sie mehr im Himmel als auf Erden zu seyn scheinen«. Für eine Zuordnung der Studie zu dieser offenbar überaus beeindruckenden Komposition spricht die Andeutung eines Felsbodens mit bühnenartig niedrigem Horizont, die an Sandrarts Schilderung erinnert. Auch die oben angedeuteten Wolken verweisen auf einen Zusammenhang mit der ausdrücklich als »unsere liebe Frau in der Wolke« bezeichneten Darstellung.
Stilistisch steht die Katharinenzeichnung allerdings eher Werken aus der Frühzeit Grünewalds nahe, insbesondere den beiden Heiligenbüsten der Agnes und Dorothea der Coburger Predella (Abb. 13 f.). Im Vergleich fällt zunächst die sehr verwandte, leicht stereotype Gestaltung der eng anliegenden Gewandärmel auf. Der glatt gespannte Stoff wird an den Gliedmaßen jeweils von langen, fast schotenartig zu nennenden Falten gegliedert. Sie sitzen mitunter an unpassenden Stellen, im Agnesbild mitten auf dem rechten Oberarm zwischen Schultergelenk und Armbeuge und auf der Katharinenzeichnung an gleicher Stelle weit unterhalb der Schulter neben dem Busen. Diese Gelenkfalten sollten offenkundig in erster Linie gut sichtbar sein; eine »mechanisch« sinnvolle Faltenentwicklung war weniger angestrebt. Auch in der Figurenanlage gibt es Parallelen. So läßt sich die mehrfach bemerkte, etwas verunglückte Kopfhaltung der Katharina und ihre beinahe feiste Gesichtsmodellierung mit der Coburger Dorothea vergleichen. Zu guter Letzt findet die merklich zu kleine Hand der Märtyrerin eine auffällige Entsprechung in dem ebenfalls sehr klein geratenen Fuß des Apostels mit Weinglas im Vordergrund der Abendmahlsdarstellung auf der Außenseite der Coburger Tafel.
Das den Gesamteindruck des Blattes bestimmende Plissee des Mantels, der sich in mehreren Wellen um die Hüften legt und sich vor dem Körper in einer weiten Faltenschüssel öffnet, darf man zur Entstehungszeit der Coburger Tafel freilich noch nicht erwarten. Um 1509–1511 ist dieses elaborierte Faltenwerk bei Grünewald jedoch in den Grisailletafeln des Heller-Altars voll ausgeprägt. Vor allem das Gewand der Unbekannten Heiligen zeigt in seinem weich wehenden Stoff eine ganz ähnliche Draperie. Neben den wie Pilzlamellen auseinanderstrebenden, flachen Faltenkaskaden ist auch die Lichtführung verwandt. Kontrastiert und dadurch hervorgehoben wird das Plissee in beiden Fällen durch ein vergleichsweise schwer herabfallendes Gewand unter dem Mantel, das knapp über dem Boden geradezu sockelartig glatt abschließt. Hinzu kommt eine übereinstimmende Betonung der Stoffkanten. Für Grünewald typische schmale Lichtstreifen entlang der Säume werden strec
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