La piccola e deliziosa chiesa di Santa Caterina alle Valche ha una sua tipica architettura, unica in un vasto territorio; è interamente in laterizio a vista, con struttura a croce greca e tiburio sopraelevato ottagonale piuttosto alto. La facciata è molto semplice, caratterizzata da due sole aperture, il portale di ingresso in legno e, al di sopra, una finestra piuttosto grande. La stessa tipologia di apertura, ma più in piccolo, è presente nel tiburio, sul lato corrispondente all’ingresso e ai lati. Gli altri prospetti sono ciechi. All’esterno è stata restaurata negli anni '80 del Novecento, ma il tetto in coppi necessita nuovamente di un intervento di manutenzione straordinaria.
La chiesa sorge nel borgo, di non antica formazione, posto a sud di Jesi, lungo la Statale 76 che conduce a Roma, costeggiando il canale Vallato. L'immobile, con il nome di Santa Maria delle Vittorie, esisteva sin dal secolo XVI-XVII ed era di modeste dimensioni. Probabilmente, tenendo presente la sua iniziale denominazione, potrebbe risalire ad un’epoca di poco successiva alla battaglia di Lepanto (1571).
Di antico giuspatronato Ripanti, restaurata a metà del secolo XVII, l'edificio era la cappella degli artigiani impegnati nell’arte della lana, delle gualchiere e dei lavandai, arte che richiedeva botteghe che sorgessero accanto ad un corso d’acqua; il canale chiamato "vallato" lambiva infatti la chiesa. Una lapide posta sulla parete a sinistra di chi entra parla del restauro eseguito nel 1653 che riportò la cappella alla sua forma originale.
Nel secolo XIX, nel primo processo di inurbamento dei tempi moderni a Jesi, l’edificio sacro venne circondato da piccole case di artigiani dediti all’industria della carta, della seta, della lana e del rame.
La chiesa venne utilizzata per il servizio religioso della zona da parte della parrocchia di san Francesco di Paola, di cui faceva parte, sino a quando nel 1959 venne realizzata l’antistante chiesa parrocchiale “Madonna del Divino Amore”; il motivo architettonico del nuovo edificio richiama chiaramente la struttura di Santa Caterina alle Valche. Dal 1959 la chiesa è stata praticamente chiusa al culto, mentre l’intenso traffico stradale, in un incrocio tra i più movimentati della città, che fa perno proprio sull’edificio, ne provocava progressivamente il degrado.