Königin Katharina von Württemberg (1788-1819) und König Wilhelm I. heirateten 1816. Für beide war es die zweite Ehe. Sie war als Tochter von Zar Paul III. und seiner Frau Maria Fjodorowna, der geborenen Prinzessin Sophie Dorothee von Württemberg, Wilhelms Cousine. Die Eheschließung festigte die dynastischen Beziehungen zwischen dem russischen Kaiserhaus Romanow und dem Haus Württemberg. Auf Katharina, die durch ihre Mutter zur Wohltätigkeit erzogen worden war, gehen in Stuttgart einige bis heute mit ihrem Namen verbundene Einrichtungen zurück: darunter vor allem das Königin-Katharina-Stift, gegründet 1818 als höhere Bildungsanstalt für Mädchen, die im selben Jahr zusammen mit ihrem Gemahl initiierte „landwirtschaftliche Unterrichts-, Versuchs- und Musteranstalt“ in Schloss Hohenheim – die heutige Universität Hohenheim – und das gleichfalls 1818 erstmals veranstaltete, später „Landwirtschaftliches Hauptfest“ genannte Fest auf dem Cannstatter Wasen. Ihr überraschender Tod am 9. Januar 1819 legte die gravierenden Defizite in der medizinischen Versorgung offen. 1820 folgte daher die Gründung des ihr zu Ehren Katharinenhospital genannten Krankenhauses.
Die im Kern mittelalterliche Burg auf dem Württemberg zählte zu den Lieblingsorten der jungen Königin, da das unter König Friedrich I. dort errichtete offene Belvedere eine spektakuläre Aussicht auf die liebliche württembergische Landschaft bot. Ihrem Wunsch folgend, einst auf dem Berg bestattet zu werden, ließ der König die Burg 1819/20 vollständig abtragen und durch den Neubau einer Kapelle ersetzen, die als Grablege für Katharina, ihn selbst und ihre beiden Töchter dienen sollte. Doch wie sollte diese Kapelle gestaltet werden?
Über diese Frage tauschte sich der König 1819 mit seinen Gesandten in Rom und Berlin aus und bat sie, für den Entwurf einer Grabkapelle in „teutschgothischem Geschmack“ geeignete Architekten zu benennen. Illustre Namen fielen, darunter Leo von Klenze und Heinrich Hübsch. Letzterer publizierte nur wenige Jahre später sein berühmtes Buch „In welchem Style wollen wir bauen?“, das die Architekturdebatte dieser Jahre zusammenfasst. Noch bevor die anderen ihre Entwürfe vorlegen konnten, hatte der württembergische Hofbaumeister Giovanni Salucci (1769-1845) dem König seinen eigenen Entwurf in „antikem Geschmack“ präsentiert, der eine klare Positionierung zugunsten der klassischen Form des überkuppelten Zentralbaus über gleichschenkligem griechischem Kreuz darstellt. Dem in Florenz ausgebildeten Architekten Salucci gelang in seinem Entwurf eine ganz eigene Kombination aus Elementen des antiken römischen Pantheons, Andrea Palladios Villa Rotonda in Vicenza und dem Typus des Memorialbaus, also einer zweigeschossigen kleinen Gedenkkapelle mit Gruft im Untergeschoss und Kapelle im Erdgeschoss, wie er etwa in Donato Bramantes Renaissance-Tempietto bei San Pietro in Montorio in Rom musterhaft erstellt worden war.
Die Grundsteinlegung erfolgte am 29. Mai 1820. Dank des Einsatzes von bis zu 120 Handwerkern und Bauarbeitern konnte der Rohbau aus fein bearbeitetem Sandstein aus Feuerbach, Wangen, (Ober-)Türkheim, Kornwestheim, Renningen und Uhlbach im Herbst 1821 vollendet werden. In den beiden Folgejahren wurde das Innere ausgebaut und die Gesamtmaßnahme mit der Anbringung der Weiheinschrift im Frühjahr 1824 abgeschlossen.
Deren Buchstaben wurden wie die der Inschriften über den Türen und das Rundgitter im Boden zwischen Erdgeschoss und Gruft, die Tragkonstruktion des Oberlichts im Scheitel der Kuppel, die Türen sowie die Opferschalen auf den Wangen der im Westen vorgelagerten Freitreppe, in den königlich württembergischen Hüttenwerken in Wasseralfingen gefertigt und stehen für die Innovationskraft und Modernität der entstehenden Industrie Württembergs.
Der Sarg der Königin wurde am frühen Morgen des 5. Juni 1824 aus der Stuttgarter Stiftskirche in die Grabkapelle überführt. Vierzig Jahre später wurde in ihr auch König Wilhelm I. bestattet, obgleich er bereits seit 1820 in dritter Ehe mit einer weiteren Cousine, Pauline Therese Luise von Württemberg, verheiratet war.
Die Grabkapelle ist ein Rundbau, dem an drei Seiten Portiken aus jeweils vier Säulen ionischer Ordnung vorgestellt sind. Man nennt diese Tetrastylos. Freitreppen führen zu ihnen empor. Die Säulen tragen Dreiecksgiebel, die mit Lorbeerkränzen und Kreuz geschmückt sind. Neben der Eingangsseite im Westen sind auch die Nord- und Südseite mit Eisentüren versehen, allerdings sind diese reine Blendtüren. Über den Türen zitieren Inschriften bedeutsame Bibeltexte. Besonders prominent ist über dem Eingangsportal der Vers der Leichenpredigt, „Die Liebe höret nimmer auf“, aus dem Hohelied der Liebe (13. Kapitel des 1. Korintherbriefs des Heiligen Paulus,1. Kor. 13,1-12) platziert. Die geschlossene Ostseite der Kapelle hat keinen Portikus aus freistehenden Säulen, sondern zeigt eine geschlossene, von Pilastern ionischer Ordnung flankierte Wand. Hier steht die Widmungsinschrift: „Seiner vollendeten, ewig geliebten Gemahlin, Catharina Pawlowna, Großfürstin von Rußland hat diese Ruhestätte erbaut Wilhelm König von Württemberg im Jahre 1824“. Die Kuppel ist kupfergedeckt und trägt ein goldglänzendes lateinisches Kreuz.
Die Kapelle wurde im Inneren zum einen als russisch-orthodoxes Gotteshaus mit wertvollen Ikonen und kostbarem Altargerät aus dem Besitz der verstorbenen Königin, zum anderen mit klassizistischen Skulpturen der vier Apostel nach Entwürfen Johann Heinrich Danneckers (1758-1841) und Berthel Thorwaldsens (1768-1844) ausgestattet. Die Ikonen zieren die Ikonostase, das heißt die Altarwand, die den Gemeinderaum vom Allerheiligsten trennt. Nur den orthodoxen Priestern ist dessen Betreten erlaubt. Die Kapelle ist mit Ausnahme der Ikonostase ganz in Weiß gehalten und dank des verglasten Rundfensters im Scheitelpunkt der Kuppel, des so genannten Opaions, taghell. Die fensterlosen Kreuzarme sind dagegen vergleichsweise dunkel. Den Raum rhythmisieren acht Säulen vor den Kreuzarmen und acht Pilaster, die die Wandstücke dazwischen flankieren. Sie sind korinthischer Ordnung und tragen das umlaufende Gebälk sowie die mit plastischen Stuckrosetten geschmückte Kuppel.
Über eine schmale Treppe gelangt man in die Gruft, die durch das kunstvolle Eisengitter in der Mitte des Kapellenbodens nur schwach beleuchtet wird. In den Nischen stehen heute Sarkophage und Büsten, die an die vier Könige von Württemberg erinnern: Friedrich I. (reg. 1806-1816), Wilhelm I. (1816-1864), Karl (1864-1891) und Wilhelm II . (1891-1918).
Der prachtvolle Doppelsarkophag des Königspaars Katharina und Wilhelm I. steht in der Nische der Ostseite und damit unter dem Allerheiligsten. Er wurde 1824 von Vincent Bonelli nach dem Entwurf von Giovanni Salucci und Antonio Isopi aus Carrara-Marmor geschaffen. Im südlichen Kreuzarm steht der Sarkophag ihrer Tochter Marie, verheiratete Gräfin Neipperg (1816-1887). Die jüngere Tochter Sophie (1818-1877) wurde als Königin der Niederlande in Den Haag beigesetzt.
Zur Grabkapelle gehört das etwas unterhalb liegende Priester- und Psalmistenhaus, das Salucci für den orthodoxen Geistlichen und zwei Sänger errichtete, die täglich für die Seele der Königin beteten und sangen.
Die Grabkapelle steht inmitten von Weingärten auf dem Württemberg oberhalb der ehemaligen Winzerdörfer Rotenberg, Unter- und Obertürkheim. Ölgemälde des klassizistischen Malers Gottlob Friedrich Steinkopf (1779-1861) im Besitz der Staatsgalerie Stuttgart zeigen die im 19. Jahrhundert noch ganz unverbauten Neckarauen und die heute nicht mehr wahrnehmbaren Sichtverbindungen zwischen drei Bauten, die der württembergische König Wilhelm I. hatte errichten lassen: dem Königlichen Pavillon in Weil – heute Esslingen – am Neckar von 1817 bis 1820, der Grabkapelle von 1820 bis 1824 und dem Landhaus – heute Schloss – Rosenstein von 1817 bis 1829, alle drei entworfen von Giovanni Salucci. Damit schuf er in bescheidenerem Maßstab – aber mit gleicher Intention – Landschaftsüberformungen, wie sie zeitgleich Peter Joseph Lenné für den preußischen König in der Seenlandschaft zwischen Potsdam und Berlin realisieren konnte.
All diese Facetten – die landschaftliche Positionierung, die Gestaltung und innovative Technik des Baus sowie die künstlerische Ausstattung – vereinigen sich in der Grabkapelle in perfekter Symbiose zu einem beeindruckenden, herausragend überlieferten Gesamtkunstwerk.