Είναι άγνωστο από πότε υπήρχε ως κωμόπολη. Πολλοί περιηγητές, όπως ο William Martin Leake, αλλά και σε χάρτες ήδη από το 13ο αιώνα (1264), αναφέρουν την πόλη με το όνομα Άτηρα (σταθμός ή πόλισμα Hatera).
Η πόλη εμφανίζεται με τη λόγια ονομασία Αικατερίνη ή Αγία Αικατερίνη στη γλώσσα της γραφειοκρατίας μέχρι τις αρχές του 20ού αιώνα. Τελικά επικράτησε η ονομασία Κατερίνη.
Η Κατερίνη ιδρύθηκε πιθανώς κατά την διάρκεια της Οθωμανικής επικυριαρχίας. Ο Felix Beaujour, που την επισκέφτηκε περί τα τέλη του 18ου αιώνα, λέει ότι η Κατερίνη ονομαζόταν Κατερί (KATHERI
) και απ? αυτό συμπεραίνει ότι είναι η αρχαία πόλη Ατερα ή Ατηρα (HATERA). Την εποχή εκείνη είχε 4-5 χιλιάδες κατοίκους, οι περισσότεροι των οποίων ήταν Έλληνες.
Άλλη εκδοχή είναι, πως η Κατερίνη οφείλει το όνομά της σ? ένα μικρό εξωκκλήσι της Αγίας Αικατερίνης, όπου βρίσκεται και νεκροταφείο του οποίου οι εικόνες χρονολογούνται στο έτος 1831.
Κατά την περίοδο της Τουρκοκρατίας, η περιοχή της Πιερίας, αποτελεί ιδιαίτερη Διοικητική Περιφέρεια με κέντρο την Κατερίνη. Η Κατερίνη ανήκε αρχικά στην επισκοπή του Πλαταμώνα, μέχρι το 1878, που προσαρτήθηκε η Θεσσαλία στην Ελλάδα. Αργότερα προστέθηκε στην επισκοπή Πέτρας Ολύμπου και όταν αυτή διαλύθηκε μεταφέρθηκε στο Κίτρος.
Η επισκοπή έγινε Μητρόπολη το 1924 και τυπικά αναφέρεται κατ? όνομα, σαν Μητρόπολη Κίτρους, αν και περί τα τέλη του 19ου αιώνα η έδρα της μεταφέρθηκε στην Κατερίνη, που ήταν ο κεντρικότερος οικισμός .
Η Π
ιερία, καθώς και η πόλη της Κατερίνης ελευθερώθηκε από τον τουρκικό ζυγό κατά την διάρκεια του Α΄ Βαλκανικού πολέμου (1912-1913 ), από την 7η Μεραρχία πεζικού.
Η πόλη της Κατερίνης αποτελούσε την πρωτεύουσα επαρχίας του Νομού Θεσσαλονίκης, μέχρι το 1949. Στη συνέχεια γίνεται πρωτεύουσα του νεοδημιουργούμενου Νομού Πιερίας. Από το 1950 που η Κατερίνη γίνεται Νομαρχιακό και Περιφερειακό κέντρο, αρχίζει πια και η αστική πολεοδομική ανάπτυξή της και η γρήγορη επέκταση του οικισμού, για να δείτε περισσότερα για την ιστορία της Πιερίας, πατήστε εδώ.
Μετά την απελευθέρωσή της το 1912, η Κατερίνη έγινε Δήμος μέχρι τις 28 Ιουνίου 1918. Το 1920-1930 η Κατερίνη αποτέλεσε Κοινότητα. Το πρώτο Δημοτικό Συμβούλιο έλαβε χώρα στις 4 Σεπτεμβρίου 1929. Το 1931 ανεγέρθηκε η Δημοτική Αγορά της Κατερίνης. Τη δεκαετία αυτή, με την έλευση των προσφύγων, διπλασιάστηκε ο πληθυσμός της πόλης. Πολλοί κάτοικοι κατάγονται από τη Θράκη, και συγκεκριμένα από τον Αρτεσκό.
Το 1961, το πολεοδομικό συγκρότημα της Κατερίνης ήταν το τέταρτο αστικό κέντρο της Μακεδονίας, μετά τη Θεσσαλονίκη, την Καβάλα και τις Σέρρες και το δωδέκατο της Ελλάδας. Η πληθυσμιακή αυτή ανάπτυξη, την οποία φυσικά ακολούθησε αντίστοιχη εξέλιξη της μορφής της πόλης, οφείλεται κατά μεγάλο μέρος στην ανάπτυξη της καπνοκαλλιέργειας και στην αύξηση της παραγωγής καπνών ποικιλίας Κατερίνης, τα οποία μετά το Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, ήταν περιζήτητα στη διεθνή αγορά για σημαντικό χρονικό διάστημα.
Είναι χαρακτηριστικό επίσης ότι η συμβολή του καπνού στη διαμόρφωση του υψηλού σχετικά εισοδήματος της περιοχής της Κατερίνης, και γενικότερα του νομού Πιερίας, είναι μεγαλύτερη από ότι σε κάθε άλλη περιοχή της Ελλάδας.
Το 1806 ο William Martin Leake αναφέρει 100 οικίες και το 1810 ο Edward Daniel Clark κάνει λόγο για 140 οικίες. Το 1812, το 1880 και το 1890 ο αριθμός των οικιών είναι σταθερός (300) σύμφωνα με τις αντίστοιχες αναφορές του Henry Holland και του Επισκόπου Κίτρους, Νικολάου. Ειδικότερα, το 1890 αναφέρονται (Στατιστικοί Πίνακες του Ελληνικού Προξενείου Θεσσαλονίκης), 300 οικίες και 700 διαχειμάζοντες Βλαχολιβαδιώτες.
Το 1900 υπήρχαν 2.070 Χριστιανοί και 600 Μουσουλμάνοι. Στα μέσα της δεκαετίας του 1920 αποχώρησαν από την πόλη οι Μουσουλμάνοι, οι οποίοι αριθμούσαν περί τους 8.000 ανθρώπους. Στην Κατερίνη κατέληξε μεγάλο κομμάτι των Ελλήνων Ευαγγελικών της Μικράς Ασίας μετά την Μικρασιατική καταστροφή. Κατά την απογραφή του 1928 η Κατερίνη κατείχε την 45η θέση μεταξύ των μεγαλύτερων ελληνικών πόλεων.
Στον παρακάτω πίνακα είναι καταγεγραμμένες οι επίσημες απογραφές για τον πληθυσμό της Κατερίνης:
.
| 1920 | 1928 | 1940 | 1951 | 1961 | 1971 | 1981 | 1991 | 2001 | 2011 |
| 6.540 | 10.138 | 16.938 | 24.605 | 28.046 | 29.046 | 38.404 | 42.381 | 53.418 | 55.997 |
.
πηγή: Ιωάννης Καζταρίδης, Φιλόλογος-Ιστορικός, συγγραφέας βιβλίων και ερευνητής της τοπικής ιστορίας, τέως Διευθυντής της Β/θμιας Εκπαίδευσης Πιερίας.
Από το βιβλίο του «Κατερίνη, από τη μικρή κώμη στην πολύτροπη πόλη», εκδόσεις ΜΑΤΙ, Κατερίνη 2008.