La caserma veneta fu realizzata tra 1644 e 1645; tra la seconda metà del XVII secolo e la prima metà del XVIII vennero ampliate l’ala est e l’ala ovest. Nel 1761 venne sopraelevato un piano e aggiunta probabilmente l’ala sud. Tra 1838 e 1840 gli Austriaci ristrutturarono la caserma veneta con l’aggiunta dell’ala nuova a nord. L’edificio venne trasformato dai progettisti asburgici per renderlo idoneo all’acquartieramento di 975 soldati di fanteria, in camerate comuni, e sei ufficiali, in alloggi singoli. Il varco sul lato meridionale venne chiuso, l’impianto planimetrico all’interno dei fabbricati ridisegnato. Per rendere più funzionali i collegamenti orizzontali e verticali, furono aggiunti corridoi loggiati sui lati esterni dei due corpi principali, che facevano capo a scale su pianta ovata, dal primo al secondo piano. Le logge, con robuste archeggiature su tre ordini, conferirono un carattere originale ai prospetti. Inoltre, innestata a baionetta sull’asse del loggiato orientale, fu aggiunta la nuova ala. La caserma, con l’ampio spazio di pertinenza delimitato a est e a nord dalla cinta magistrale, e a ovest da via Tommaso Da Vico, fa parte il Bastione di Spagna e la polveriera asburgica. La caserma seicentesca agli inizi era formata da un unico corpo rettilineo, su due piani; le stanze del primo piano erano disimpegnate dal ballatoio, protetto da pensilina. Il successivo ampliamento del 1761, ricordato dalla lapide posta all’interno del cortile, riguarda l’innalzamento di un piano. La capienza complessiva era di 1500 uomini. Dopo la ristrutturazione e l’ulteriore ampliamento eseguiti negli anni 1838-1840 dagli operatori asburgici, dal 1847 al 1859, durante la costruzione del nuovo ospedale di guarnigione di Santo Spirito, la caserma venne adattata all’uso di ospedale militare, con la capienza di 292 uomini; venne poi ripristinata a caserma. Sotto l’Amministrazione italiana la caserma della Catena venne usata fino alla seconda guerra mondiale per i Bersaglieri (caserma Alberto Riva di Villasanta). Quindi, con l’aggiunta di numerosi capannoni, il compendio annesso fu adibito a officina per la riparazione degli automezzi militari.