Die Grabkapelle auf dem 411 m hohen Württemberg liegt inmitten von Weinbergen oberhalb des Neckartals. Von dort genießt man einen weiten Blick in die Umgebung, die Grabkapelle ist weithin sichtbar, von Schloss Rosenstein und der Wilhelma, zwei weiteren fürstlichen Gebäuden der Württemberger, gibt es direkte Blickbeziehungen.
An diesem exponierten Ort lag seit dem 11. Jahrhundert die Stammburg der Württemberger, die für diesen Bau die strategisch günstige Aussicht genutzt hatten. Als Stammvater gilt Konrad von Wirtemberg, der um 1045/50 geboren wurde. Über 800 Jahre hielt die Burg den Zeitläuften stand, im Jahr 1819 ließ sie König Wilhelm I. von Württemberg schleifen, um an dieser Stelle die Grabkapelle für seine jung verstorbene Gemahlin, Königin Katharina von Württemberg, zu errichten.
Königin Katharina starb überraschend im Alter von dreißig Jahren am 9. Januar 1819. Sie hatte ihren Cousin, den damaligen Kronprinzen Wilhelm von Württemberg 1816 geheiratet; diese Ehe setzte die enge Beziehung zwischen dem russischen und dem württembergischen Herrscherhaus fort. Katharina, Tochter des Zaren Paul und seiner Gemahlin Maria Feodorowna, hatte als Schwester des späteren Zaren Alexander eine außergewöhnlich sorgfältige Erziehung genossen. In Württemberg gründete sie innerhalb von zwei Jahren mehrere wohltätige Institutionen: u.a. die Württembergische Sparkasse, das Königin-Katharina-Stift und das Katharinenhospital. Ihr Tod wurde im Land mit großer Trauer und Bestürzung aufgenommen.
König Wilhelm I. entsprach umgehend dem Wunsch seiner verstorbenen Gemahlin, ihre letzte Ruhestätte auf dem Württemberg zu finden: ab Mai 1819 ließ er die Stammburg abtragen. Ein Wettbewerb wurde für den Bau der Grabkapelle ausgeschrieben; Wilhelm entschied sich im August 1819 für den klassizistischen Entwurf seines Hofbaumeisters Giovanni Salucci.
Im Mai 1820 konnte man den Grundstein legen. Der König trieb den Bau energisch voran, so dass im Jahr 1821 mit der Ausgestaltung des Inneren begonnen werden konnte. Die Grabkapelle ist ein Rundbau aus Sandstein mit drei Portiken, die Vorbilder für diese Architektur fand Salucci im Pantheon und Palladios Villa Rotonda. Der Innenraum ist von einer Kuppel überwölbt, die von einem Kranz von korinthischen Säulen und Pilastern getragen wird.