Wohl das älteste Ausstattungsstück der Kirche ist die gotländische Kalksteintaufe in spätromanisch‑frühgotischer Pokalform. Nach 1200 importiert und vermutlich mit der Errichtung des ersten Kirchbaus hier aufgestellt.

Um 1245: Baubeginn der Kirche als Gründung der Schauenburger Landesherren. Der frühgotische Backsteinbau (ähnlich Großenbrode um 1230, Neukirchen um 1240), war ursprünglich wohl eine flach gedeckte Kastensaalkirche, ohne Strebepfeiler und Gewölbe, ohne Chor und Turm. Der alte Eingang mit den noch erhaltenen grün‑glasierten Steinen befindet sich an der Südseite (zum Kirchplatz hin). Die Kirche ist dank der Fürsorge früherer Generationen das älteste Bauwerk im Ort.

1250/59: Erste urkundliche Erwähnungen der Kirche. Dementsprechend wurde im Jahre 2000 die 750‑Jahr‑Feier gefeiert.

Um 1300: Die Kirche erhält ein Gewölbe, vermutlich in Anlehnung an den Ausbau der Klosterkirche in Cismar (Benediktinerkloster seit 1238). Aus dieser Zeit sind noch zwei Maßwerkfenster an der Nordwest- und Südost‑Seite erhalten. (Zur Orientierung: der Kirchplatz liegt nach Süden; das 1977 eingeweihte Gemeindehaus und der 1974 eröffnete Kindergarten liegen nördlich hinter der Kirche.)

Nach 1300: Die Kirche erhält einen Polygon‑Chor (5 Seiten eines Achtecks), wohl nach Vorbild der Cismarer Klosterkirche.

Um 1430: Petrus‑Paulus‑Altar mit Triptychon, wahrscheinlich aus Lübecker Werkstatt. Aus der Zeit erhalten: Die Schnitzfiguren im Mittelschrein, Jesus am Kreuz, neben ihm Maria und Johannes, seitlich links Petrus und rechts Paulus. Zu hohen Festtagen wandelte der Altar sein Aussehen, indem die ansonsten geschlossenen Seitenflügel geöffnet wurden (Wandelaltar). Heute praktiziert es die Lensahner Gemeinde anders: Die Flügel werden zur Advents‑ und Passionszeit

geschlossen, so dass die Außenseiten mit den gemalten Darstellungen der Apostel Petrus (mit Schlüssel) und Paulus (mit Schwert) zu sehen sind. An Heiligabend bzw. Im Osternachtgottesdienst werden die Flügel wieder geöffnet und die Innenseiten erstrahlen in ihrem Glanz.

1464: Erst jetzt wird der Turm angebaut durch den Lübecker Maurermeister Ludeke Vromen und seine Maurer, beauftragt von Mathias v.Ratlow aus Lensahn und Bernd v.Qualen aus Koselau. Es gab Streit um die Entlohnung, weil dem Meister vorgeworfen wurde, den oberen Teil des Turmes nicht so hoch fertiggestellt zu haben, wie gewünscht. Der23 Meter hohe Turm mit seinen massiven Mauern wirkt neben dem 36 Meter langen Kirchenschiff recht gedrungen. Das gibt der Kirche aber durch ihre erhöhte Lage (heute: 19 Meter über dem Meeresspiegel) eine charakteristische Seitenansicht.

1497: Der Name "St. Catharina" wird in einer Ernennungsurkunde für den Vikar Nik. Brasch erstmals erwähnt. Die Kirche ist mit großer Wahrscheinlichkeit benannt nach der HI. Katharina von Alexandrien, die im Jahre 307 um ihres Glaubens willen getötet wurde

Um 1500?: Triumphkreuz in der Turmhalle mit spätgotischem Kruzifix und den Symbolen der vier Evangelisten in den Endscheiben (oben Johannes, rechts Markus, unten Lukas, links Matthäus); Lübecker Werkstatt (?)

Reformation: Bis zur Reformation gehörte das Kirchspiel Lensahn zum katholischen Bistum Lübeck. Das Kirchenpatronat liegt seit 1650 bei den Eigentümem des Gutes Lensahn. Der früheste namentlich bekannte evangelische Geistliche ist Pastor Johann Fabricius, Amtszeit von 1600‑1632.

1622: Die älteste Glocke "Petrus" läutet noch heute im Turm. Die Glocke "Paulus", gegossen 1670 von M.N. Gage aus Lutteringen, gestiftet vom Fürstbischof zu Lübeck, August Friedrich in Eutin, bekam nach 300 Dienstjahren 1966 einen Sprung und ist seitdem in der Turmhalle aufgestellt.

1638: Die erste Orgel ist nicht mehr erhalten.

1640: Wegen schwacher Widerlager stürzt das Chorgewölbe ein. Für ca. 300 Jahre dient eine schlichte Holzdecke als Ersatz.

1641: Die ursprünglichen gotischen Tempera‑Malereien auf den Innen‑und Außenseiten der Altarflügel und am Fuße des Mittelteils werden in Ölfarben mit den heute sichtbaren Szenen aus der Passionsgeschichte übermalt, "als Volckmarus Frentzen zu Lensahn Pastori war", wie man auf der Rückseite des Altarschreins lesen kann.

Um 1740: Die tulpenförmige Holzkanzel im französischen Régence‑Stil wird gestiftet von Diederich v.Levetzow auf Petersdorf für die Erlaubnis, an der Nordseite der Kirche eine Grabkapelle zu bauen. Der Doppel-Sarkophag der Eheleute v.Levetzow befindet sich heute noch dort, verbunden mit der später hinzugefügten Leichenhalle.

1762: Der Turm erhält seine Turm‑Uhr, seit 1776 zwei Zifferblätter. Wer in der Turmhalle ganz still ist, hört das Ticken des Uhrwerks.

1907‑09: Wiederherstellung von Ölmalereien und Schnitzfiguren des Altars durch den Maler Wilhelm Jensen aus Garding (von seiner Hand auch die Brustbilder der 12 Apostel um Christus auf dem Altaruntersatz) und den Bildschnitzer Wilhelm Hansen aus Kiel.

1933/34: Umfassende Restaurierungen: Es werden das 1640 eingestürzte Chorgewölbe wiederhergestellt, die vermauerten Maßwerkfenster freigelegt, die seitlichen Emporen und das Herrengestühl aus dem Kirchenraum entfernt, die Kanzel wird von der Mitte an ihren jetzigen Platz verlegt. Die Turmhalle wird als Leichenhalle sowie für Taufen und Trauungen neu eingerichtet unter Verwendung von altem Glockenstuhlgebälk. Die Kirche bekommt elektrische Heizung. Die Flensburger Künstlerin lna Hoßfeld gestaltet die fünf Glasfenster für den Altarraum und die beiden kleinen Sakristeifenster, nachdem dem Wunsch des damaligen Kirchenvorstandes, die Konterfeis von A.Hitler und P.v.Hindenburg in den Fenstern abzubilden ‑Gott sei Dank‑ nicht stattgegeben wurde.

1945: Die Kirche wird zum Notquartier für viele Flüchtlinge und Soldaten.

1954: Das Turmportal im Westen wird nun als Haupteingang genutzt. (Die Turmhalle war zwischenzeitlich Lagerraum.)

1957: Es werden zwei weitere Glocken eingeweiht (cis' und e') gegossen von Fa.Rincker in Sinn/Dillkreis.

1964/65: Zweite große Instandsetzung: Das schadhafte Gewölbe über der Kanzel (Ostjoch) und Fundamente werden emeuert.

1966: Das Geläut erhält Ersatz für die gesprungene Glocke von 1670 (a')

1969: Eine neue Orgel, aus der Mitte an die Seite der Empore gerückt und unter weitgehender Verwendung der alten Orgelpfeifen gebaut, ersetzt den schönen Orgelprospekt von 1862.

1984/85: Restaurierung und Bestandsicherung des Altars durch das Landesamt für Denkmalpflege in Kiel. Neugestaltung des Altarbereichs: der Hochaltar wird vom Altartisch nach Osten versetzt und steht nun gesondert auf einem Sockel. Dadurch kann die Einsetzung des Abendmahls hinter dem Altartisch mit Blick auf die Gemeinde geschehen. Podest und Schranken vor dem Altar werden entfernt. Die Gemeinde feiert das Abendmahl im Halbkreis um den Altar.

1990: Lübecker Restauratoren legen die ursprüngliche Bemalung des Triumphkreuzes aus der Turmhalle ‑soweit vorhanden‑ frei.

2000: Eine neue Orgel der Firma Eule aus Bautzen ersetzt die Orgel aus dem Jahre 1969.

2006: Die alte Stromheizung wird durch eine gasbetriebene Warmwasserheizung ersetzt. Außerdem wird die Lautsprecheranlage erneuert, damit sie auch für Musikübertragung genutzt werden kann.

2007: Die Kirche erhält im Kirchenschiff nach über zwei Jahrzehnten einen neuen weißen Anstrich.

2012: Das Kirchengstühl wird erneuert.