Самые старые надписи, высеченные на одной из стен церкви Катогике, датированы 1264 годом. 

После землетрясения 1679 года, между 1693 и 1695 годами, к западной части церкви была пристроена большая базилика Святой Богородицы. Новый храм был построен из традиционного армянского туфа и не имел купола. Это была трёхнефная базилика, построенная в стиле армянской церковной архитектуры. Площадь молильного зала составляла 14,0×19,3 м, а внешнего периметра — 16,4×28,4 м, это была одна из самых из самых вместительных церквей Еревана. Церковь имела входы с южной и западной стороны. 

В 1936 году базилика Святой Богородицы была снесена, чтобы освободить место для жилых зданий и лингвистического института на проспекте Саят-Нова. Во время сноса была обнаружена старинная церковь Катогике, заключённая в структуре большой базилики. После протестов со стороны археологов церковь была сохранена. В стенах разрушенной церкви было найдено множество старых хачкаров XV—XVII веков[2].