Procedendo oltre, al di sopra della porta secondaria, è posta un'interessante opera d'arte. E' un quadro raffigurante lo "Sposalizio di S. Caterina", dipinto su tavola, decorato da un'importante cornice dorata, con volute laterali e piccoli putti alati, il tutto sorretto dal busto di un angelo. Nell'immagine la Madonna è vestita di rosa con un ampio manto azzurro che le scende sulle ginocchia. E' seduta e regge Gesù Bambino che infila al dito di S. Caterina un anello, simbolo della dedizione alla volontà del Signore.
Attualmente il dipinto mostra tonalità scure, ciò è dovuto probabilmente all'azione, prolungata nel tempo, del fumo delle candele.
Il tema riguarda S. Caterina, ma la figura centrale è quella di Gesù Bambino.
Le figure hanno atteggiamento umano: sul volto della Madonna si legge la serena accettazione della volontà divina sul destino di Gesù. La linea che contorna le anatomie di Gesù è delicata, le carni del Bambino sono aggraziate e paffute. La Madonna è rappresentata seduta accanto a una finestra, da cui si intravede il paesaggio. Tale collocazione è ricorrente nel Rinascimento.
Il volto di S. Caterina è rivolto verso la mano di Gesù; la guancia è illuminata, mentre il profilo rimane in ombra, determinando un leggero chiaroscuro che evidenzia la volumetria delle anatomie.
Il cenno al moto rotatorio delle figure ne determina l'inserimento nello spazio, come si trova in alcune opere di L. da Vinci.
Diversamente dalla pittura paleocristiana, dove esiste una gerarchia delle proporzioni, (da Dio all'uomo), qui tutte le figure hanno proporzioni naturali.
Nel Medioevo l'aureola, simbolo della santità, era rappresentata con un cerchio; il Masaccio, nel '400, la razionalizza dandole forma circolare in prospettiva; Leonardo nell'"Adorazione" la riduce a pochi fili dorati, qui è del tutto eliminata.
Attualmente il dipinto risulta deturpato a causa di interventi compiuti da un presunto restauratore sconosciuto. Soltanto i volti sono salvi.
Date le condizioni in cui si trova, sarebbe opportuno affidare il dipinto a personale competente, in modo da restituirgli l'antico splendore.
A riguardo Roppo sostiene :

"Un quadro di vero valore artistico perchè attribuito dall'ingegnere Pantaleo alla scuola fiorentina del XII sec. è lo " Sposalizio di Santa Caterina ", ed è situato sulla porta minore nel vano del secondo arco, a sinistra "

V. Roppo