Первые лютеране в Сибири были военнопленными, захваченными во время Северной войны со Швецией. Строительство в середине XVIII в. сибирских пограничных линий привело к увеличению числа военнослужащих-лютеран, что создало предпосылки для возникновения лютеранских приходов в гарнизонах.

В 1790-1792 гг. при генерале Г. Э. фон Штрандмане на восточной стороне крепостного плаца была построена каменная лютеранская кирха во имя святой Екатерины. Возводилась она на пожертвования военных, и была рассчитана на 100 мест.

Прямоугольное одноэтажное здание построено в стиле барокко. Это единственный омский храм XVIII в., сохранившийся до сегодняшнего дня. С восточной стороны к зданию пристроена полукруглая апсида алтаря. Главный фасад, выходивший на крепостную площадь, имеет центрально-симметричную композицию: посередине ризалит (часть здания, выступающая за линию фасада во всю его высоту) с тремя арочными окнами, пространства между которыми украшены пилястрами, и фронтоном; боковые части имеют по два арочных окна. Углы здания скруглены и также украшены пилястрами (плоскими вертикальными выступами в стене, заменяющими колонны).

Вход в кирху был с южной стороны и первоначально имел портал с колоннами. Позднее вход был оформлен высоким крыльцом с парапетом из фигурной решетки и козырьком на изящных кронштейнах из кованого металла. До конца XIX в. здание венчала барочная восьмигранная башенка с куполом. Позднее, в 1906-1908 гг., вместо неё с южной стороны здания на крыше возвели готическую башенку, она казалась прихожанам более «немецкой» (была разобрана в 1970-е гг.).

Прихожанами храма были многие выдающиеся государственные и местные деятели: генерал-губернатор Западной Сибири Г. Х. Гасфорд, омские архитекторы Ф. Ф. Вагнер и Э. И. Эзет. В 1890 г. в церковный совет входили Степной генерал-губернатор М. А. Таубе, городской голова и архитектор Э. И. Эзет, позднее губернатор Акмолинской области Е. О. Шмидт и другие. 

В августе 1920 г. здание кирхи было муниципализировано, в сентябре 1921 г. евангелическо-лютеранская церковь вместе с имуществом передана в аренду общине верующих. В начале 1930-х гг. кирху закрыли, башенку на крыше разобрали. В 1972 г. здание кирхи в связи с постройкой Дворца культуры им. Ф. Э. Дзержинского было капитально отремонтировано и переходом соединено с дворцом. В ходе реконструкции убрали пристройку, которая долгое время скрывала алтарную апсиду.

С 1977 г. в бывшей кирхе находится музей УВД Омской области. Решением Омского облисполкома № 239/10 от 26 июня 1980 г. здание взято на государственный учет как памятник архитектуры.