Skelettfunde aus dem Jahr 1899, die auf die Zeit von 2000 bis 1700 v. Chr. datiert wurden, beweisen, dass das Gebiet um Katzenthal schon in der Jungsteinzeit besiedelt war. Der heutige Ort entstand um die im späten 12. Jahrhundert erbaute Burg Wineck. Das erste Mal wurde der Ort als Chacindale in einer Urkunde von Papst Lucius III. erwähnt.
Im Ersten und Zweiten Weltkrieg war der Ort jeweils Schauplatz von Kampfhandlungen, die vor allem gegen Ende des Zweiten Weltkriegs während der Schlacht im Kessel von Colmar große Schäden hinterließen.
Seit 1986 gehört Katzenthal mit mehreren elsässischen Gemeinden dem Lazarus-Schwendi-Städtebund an und erinnert damit an eine besonders glückliche Epoche seiner Geschichte.
Die Burg Wineck wurde um 1200 erbaut, war aber 1502 bereits wieder zerstört. Seit 1972 kümmert sich ein Verein um die Sicherung und teilweise Restaurierung der Burganlage, deren Bergfried weithin sichtbar ist.
Die Kirche Saint-Nicolas wurde 1719 erbaut, nachdem Katzenthal 1690 eine eigene Pfarrei geworden war. Der Kirchturm wurde allerdings erst 1895 errichtet. Die schweren Schäden an dem Gebäude durch Kämpfe im Zweiten Weltkrieg konnten erst 1955 endgültig behoben werden.
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