Liczne pożary, które nawiedzały Nowy Targ, jak również najazd wojsk szwedzkich nie oszczędzały kościoła, który był wielokrotnie przebudowywany i remontowany. Podczas jednego z pożarów w 1601 roku spłonęła doszczętnie drewniana część świątyni. Jednak już w latach 1605–1655 odbudowano ją, zmieniając jednak jej wygląd. Wzniesiono wówczas murowaną nawę oraz wieżę przykrytą barokowym hełmem. W 1634 roku nowotarżanie dobudowali do kościoła kaplicę Najświętszej Maryi Panny Różańcowej. Kolejne zmiany w architekturze świątyni miały miejsce w XVIII wieku. Powstały wówczas kruchta, dzwonnica i dwa portale.

We wrześniu 1649 roku biskup krakowski Olbracht Lipnicki dokonał ponownej konsekracji świątyni. W 1656 roku, podczas potopu szwedzkiego, spalono i obrabowano kościół. Rok później budynek spłonął ponownie. W 1668 roku biskup Mikołaj Oborski konsekrował odnowione ołtarze. Pożary trawiły wyposażenie kościoła w latach 1710, 1719 i 1764. W 1765 roku kościół odnowił proboszcz ks. Józef Kazimierz Sawicki, herbu Nowina. Z jego inicjatywy ogrodzono przykościelny cmentarz, zmieniono dach, odnowiono mury kościelne, ozdobiono portalem bramę kościelną i wejście do zakrystii, rozbudowano organy. W 1766 roku kościół rekonsekrował biskup Franciszek Potkański. Kolejny proboszcz ks. Szymon Zamojski, pod koniec XVIII wieku wybudował nową plebanię i budynki gospodarcze. Do kościoła dobudowano niską kruchtę, która po­wstała na fundamentach starej, spalonej w 1784 roku. W 1897 roku z inicjatywy proboszcza ks. Michała Wawrzynowskiego odnowiono wszystkie ołtarze. 

Wystrój wnętrza kościoła utrzymany jest w stylu barokowym. W ołtarzu głównym znajduje się XIX-wieczny obraz świętej Katarzyny. Na uwagę zasługuje również boczny ołtarz przy prezbiterium. Pochodzi z drugiej połowy XVII wieku i kryje obraz Przemienienia. We wnętrzu kościoła można także podziwiać barokową ambonę, ozdobioną postaciami Ewangelistów.