24 ноября 1714 г. Петр I в торжественной обстановке возложил орденские знаки на Екатерину. Статут предусматривал принятие в орден кроме всех принцесс царской семьи 12 дам большого креста и 94 кавалерственных дам малого креста, но до самой смерти Петра I Екатерина оставалась единственной обладательницей ордена и первые пожалования произвела после вступления на престол (1725).
Павел I установил окончательную редакцию статута, и главой ордена пожизненно оставалась императрица, хотя бы и овдовевшая. Великие княжны получали орден при крещении, а княжны императорской крови — по достижении совершеннолетия.
Всего орден Св. великомученицы Екатерины был выдан 734 раза, в том числе и одному мужчине — малолетнему сыну сподвижника Петра I А. Д. Меншикова Александру, получившему орден 5 февраля 1727 г. за слишком застенчивый «женский» характер. Он включен в официальный список награжденных, и известен его портрет, на котором он изображен со знаками ордена.
На овальном медальоне в центре изображена сидящая святая, держащая перед собой белый крест; на перекрестие наложен маленький бриллиантовый крестик, а в углах разбросаны буквы DSFR (Domine, Salvum Fac Regem, то есть «Господи, спаси царя»). На оборотной стороне изображена истребляющая змей чета орлов у подножия руин башни, на которой находится гнездо с птенцами. В верхней части медальона надпись: «Aequant Munia com-paris» («Трудами сравнивается с супругом»).
Орден носился на белой ленте (после 1797 г.— на красной ленте с серебряной каймой). Над знаками обеих степеней лента образовывала большой бант, на котором были вышиты слова девиза: «За любовь и Отечество». Они повторялись и на звезде, принадлежащей старшей степени ордена.