El convento de Santa Catalina estuvo en pie desde principios del siglo XV hasta 1836 cuando el general Martín Zurbano lo incendio durante la 1ª guerra carlista, aun así todavía hoy podemos intuir sus formas y dimensiones gracias a los numerosos restos conservados.
Las construcciones originarias de este resguardado valle eran la casa-torre de los Martínez de Iruña, que contaba con foso lleno de agua, y una ermita con la advocación de la Virgen de Gracia. Cuando la familia se traslada a Vitoria dona estas propiedades a los Jerónimos para que funden el convento de Santa Catalina de Badaya, el propio Papa Benedicto XIII autoriza la construcción en 1413, que se hace aprovechando numerosos elementos de la fortaleza.
La prestigiosa historiadora alavesa Micaela Portilla describe el convento de la época:
"Se trataba de un templo con planta de cruz latina con la cabecera, en la fachada principal del conjunto casa fuerte-convento, y la espadaña en el hastial del Poniente. El coro se cubría por bóveda nervada, cuyos arranques y ménsulas se aprecian hoy, lo mismo que la traza del templo y la espadaña; la cubierta ha desaparecido totalmente. La imagen medieval tardía de Santa Catalina se ha conservado hasta 1970 en la ermita de San Pelayo de Víllodas. Parece proceder del mismo convento la pequeña imagen de Santa Catalina que, en fanal radiante, se guarda en la parroquia de Trespuentes“.
Del intrincado sistema de canalización de aguas que abastecían el convento y las huertas, hoy en día tan sólo se conservan cuatro aljibes, que recogen el agua que filtran las margas calizas. De estos, dos tiene una arcada y un pozo.
Se trata de una construcción noble dentro de la antigua fortaleza, con entradas al foso y al coro de la iglesia. Los ventanales son con arcos apuntados. En tiempos del convento se situaban aquí las dependencias más importantes. La moderna escalera da acceso a la espadaña desde donde se domina el paisaje.
Es la única que se conserva de la antigua casa fuerte.En sus muros aún perduran saeteras y troneras, testigos de numerosas reyertas, imagen de tiempos de batallas.
Se conserva una parte en la fachada oeste en la que perduran soportes para la colocación de matacanes (voladizos con parapeto para observar y hostigar al enemigo). Probablemente contendría agua.

Antiguo patio de armas de la casa torre, estaba cubierto por una bóveda de crucería. El pasillo, enlosado de ladrillo cocido, daba acceso al refectorio o comedor. En el centro aparece la base de lo que seguramente fue un crucero.
Construida sobre una antigua casa torre del siglo XIII. Se aprovechó el escalonamiento de la roca caliza para situar el coro. Bóveda de crucería desaparecida, estuvo decorada con florones de escayola. En el altar se podía contemplar la imagen de Santa Catalina y el Cristo de la Cruz. En la capilla izquierda fueron descubiertos los enterramientos de los señores Martínez de Iruña, fundadores del convento.
Ha habido numerosas leyendas con relación al pasadizo, durante tiempo se creyó que era el acceso secreto que conducía a otras estancias. Hoy el misterio se ha desvanecido al descubrir que eran las escaleras de acceso a un aljibe para recoger agua.