Uit 1371 dateren drie pauselijke oorkonden waarin de kapel vermeld wordt die graaf Lodewijk van Male - geboren op 25 november 1330, feestdag van de heilige Catharina- ter ere van deze heilige heeft laten bouwen te Kortrijk. De aanvang van de bouwwerken van de kapel mag dus waarschijnlijk kort voor 1370 gesteld worden. De bouwwerken werden voltooid in Brabantse stijl.
De conceptie van de Gravenkapel is geïnspireerd op de bovenkapel van de in 1248 ingewijde Sainte-Chapelle te Parijs (vier traveeën, wanden bestaande uit muurnissen en vensters).
Lodewijk van Male verkoos deze kapel om er begraven te worden. Daarom stichtte hij op 30 mei 1374 in de kapel drie kapelnijen, waarvoor hij reeds op 16 oktober 1371 van paus Gregorius XI toelating bekomen had. De eerste vermeldingen van het grafmonument van Lodewijk van Male waaraan André Beauneveu arbeidde dateren uit 1374. Na de zege te Westrozebeke (1382) plunderden Bretoense huurlingen uit het Franse leger Kortrijk en staken daarna de stad in brand, waarbij ook de Gravenkapel niet gespaard bleef. De brand uit 1382 heeft waarschijnlijk de kappen en de daken niet vernield. In 1410 wordt de Gravenkapel grondig hersteld. In 1386 wordt het Catharinabeeld van Beauneveu aan het kapittel overgemaakt.
De polychromie in de Gravenkapel dateert uit de 19de eeuw, maar is gesteund op teruggevonden overblijfselen. In de jaren 1970 werd de 19de-eeuwse polychromie verwijderd zodat de oorspronkelijke beschildering weer zichtbaar werd.
