Nasce intorno al 1480 da una famiglia di oriundi dalmati ma non si hanno molti elementi documentari per ricostruire la sua biografia. Le sue prime opere sono prevalentemente delle riprese delle tipologie devozionali di Giovanni Bellini, di cui Catena fu probabilmente allievo, con alcuni influssi da Alvise Vivarini, visibili in particolare nella Madonna con Bambino e il doge Leonardo Loredan del Museo Correr, datata al 1506. Allo stesso anno risale l’iscrizione sul retro della cosiddetta Laura di Giorgione (Vienna, Kunsthistorisches Museum) in cui il celebre pittore si dichiara cholega de maistro vizenzo catena, indicando quindi una relazione d’affari tra i due artisti. Le sue opere più importanti sono senza dubbio il Martirio di Santa Cristina in Santa Maria Mater Domini a Venezia, datata al 1520, e i numerosi ritratti dove si avvicina ai prototipi di Tiziano e di Palma.