Al Santuario è situato l'oratorio del Crocifisso, dove è custodito il Crocifisso delle stimmate. La tradizione vuole che questa chiesa fosse stata eretta sull'orto della famiglia di Caterina in un appezzamento di terreno attiguo alla chiesa di sant'Antonio. Fu consacrata il 23 aprile del 1623 dall'Arcivescovo Alessandro Petrucci. La chiesa-oratorio sorse per custodire quel crocifisso, di scuola pisana, del XII secolo, che dette le stimmate a santa Caterina a Pisa nella chiesa di santa Cristina il primo aprile 1375. Così la santa raccontava al suo confessore Raimondo da Capua: «Sappiate padre, che per la misericordia del Signore, io porto già nel mio corpo le sue stimmate... vidi il Signore confitto in croce, che veniva verso di me in una gran luce e fu tanto lo slancio dell'anima mia, desiderosa di andare incontro al suo Creatore che il corpo fu costretto ad alzarsi. Allora dalle cicatrici delle sue santissime piaghe, vidi scendere in me cinque raggi sanguigni diretti alle mani e ai piedi e al mio cuore. Subito esclamai: Ah Signore, Dio mio: te ne prego: che non appariscano queste cicatrici all'esterno del mio corpo. Mentre dicevo così, prima che i raggi arrivassero a me, cambiarono il loro colore sanguigno in colore splendente». (Legenda Maior, 195 - ed. Cantagalli).
Il crocifisso fu trasportato a Siena nel 1565 dopo varie peripezie e fu posto nell'oratorio della cucina dove rimase fino al 1623 anno della costruzione della chiesa dove poi fu posto.

Fonte: caterinati.org