Une chanson recueillie à travers la francophonie d'Europe et d'Amérique évoquant le martyre de sainte Catherine, fort probablement issue du moyen âge, véhicule une version moins connue de la légende. Dans la chanson tout comme dans l'art, l'iconographie et l'hagiographie des sainte Catherine, sainte Barbe et sainte Marguerite sont souvent confondues, empruntant l'une à l'autre des bribes de leur histoire. La chanson de tradition orale s'accommodant de ces diverses considérations présente donc le martyre sainte Catherine comparable à celui de sainte Barbe. En résumé : le père de Catherine qui voulait la voir épouser un païen fit subir lui-même des sévices à sa fille. 
Curieusement, cette chanson à caractère tragique servait de ronde à danser chez les écolières.
Le martyre de sainte Catherine
(Version critique établie d'après les 89 versions recensées au Catalogue Laforte)
C'est une fille de quinze ans
Son père veut la mettre en ménage
Elle dit qu'elle n'a point d'autre envie
Que son Sauveur Jésus-Christ
Quand son père entend cela
Il vient en état de colère
Disant : «Je te ferai fouetter
Dans une chambre enfermée.»
Son père l'a tant fait fouetter
Qu'elle n'avait plus de peau entière
Son sang coulait comme des ruisseaux
On aurait dit un vrai bourreau
Ils ont allumé un grand feu
C'était pour la faire brûler vive
Ils l'ont fait couvrir de sel
Pour rendre son mal plus cruel
Et quand elle fut dans ce grand feu
Elle ne chantait que des louanges
Elle disait : Marie est là
Recevez-moi dans vos bras.
On a vu descendre du ciel
Trois belles dames avec couronnes
La Sainte Vierge marchait devant
À qui l'honneur appartient tant.
Elle dit au père de la fille
Tais-toi, méchant, tu n'es qu'un tigre
En paradis ta fille ira
Toi dans l'enfer tu brûleras.
Une autre chanson, une berceuse, très bien connue elle aussi dans la francophonie fait référence tantôt à sainte Catherine, tantôt à sainte Marguerite comme protectrice des petites filles (au moins jusqu'à l'âge du mariage). Le musicien et folkloriste Ernest Gagnon, en 1865, écrit à propos de cette chanson enfantine (Gagnon, 1908 : 258-259) :
«Il est singulier de voir comme les paroles les plus insignifiantes, accolées à quelques pauvres notes de musique, peuvent se répéter de pays en pays et de siècle en siècle. Je lisais, il y a quelques jours, que, dans le Berry, en France, on chante une berceuse dont les mots sont:
Dodo, berline!
Sainte Catherine,
Endormez ma p'tite enfant
Jusqu'à l'âge de quinze ans!
Quand quinze ans seront sonnés,
Il faudra la marier.
Au moment où je lisais ces lignes, ici, à Québec, à mille lieues de la France, j'entendais une bonne d'enfants, qui chantait, dans une chambre voisine:
Sainte Marguerite,
Veillez ma petite!
Endormez ma p'tite enfant
Jusqu'à l'âge de quinze ans!
Quand elle aura quinze ans passé,
Il faudra la marier,
Avec un p'tit bonhomme
Qui viendra de Rome.»
Enfin, La tire est une chanson de circonstance composée par Albert Larrieu et diffusée partout à travers le Québec par le biais de la Bonne chanson de l'abbé Gadbois. Cette chanson rallie la coutume française de coiffer sainte Catherine et celle québécoise de manger la tire.