All'immagine di Santa Caterina si era quindi sostituita quella di una Dama con il liocorno.
Il successivo intervento di restauro (effettuato dall'Istituto Centrale del Restauro negli anni 1959- 60) è servito a recuperare il nastro della manica sinistra dell’abito e, soprattutto, a risarcire, almeno in parte, i danni che l'opera aveva subito per il trasporto su tela e per le "raschiature" delle parti ridipinte - specialmente sulla scollatura e sulle maniche prima coperte dal mantello. Anzi l'aderenza così forte fra lo strato originale e quello successivo è un’altra spia del fatto che non potevano essere trascorsi molti anni fra la prima e quella che le indagini diagnostiche attuali hanno rivelato essere il secondo strato del quadro. Ugualmente non poteva essere trascorso più di un secolo fra la prima stesura e quella finale come S. Caterina della Rota (il quarto strato, secondo lo studio attuale), perchè come già sottolineato da Bon Valsassina (1984), se la ridipintura fosse stata, come ipotizzato da Della Pergola, successiva all’inventario del 1682 (quindi tardo seicentesca o settecentesca) ben difficilmente sarebbe sfuggita "all'occhio" esperto di conoscitori quali Morelli, Venturi, Cantalamessa e Longhi che propongono tutti, anche se con delle differenze nei nomi ipotizzati, un pittore e un ambito culturale cinquecentesco (addirittura del secondo decennio del XVI secolo). Benchè il risultato del restauro degli anni '30 avesse confermato praticamente il parere del Longhi, tuttavia la critica successiva si è divisa circa l'autografia. Pur con una netta prevalenza per il nome di Raffaello (fra gli altri proposto da Carli 1959, Della Pergola 1959; Valsecchi, 1960, Berti, 1961, Lucie Smith, 1961; Castelfranco, 1962; Ciardi Duprè 1964; Becherucci 1968; Wagner 1969; Ferrara 1970; Oberhuber 1982; Bon Valsassina, 1984; Cordellier e Py, 1992; Ferino 1994) e una datazione intorno al 1506, resiste l'attribuzione a Ridolfo del Ghirlandaio (con una datazione spostata verso 1508-09) in Freedberg (1961), Kelber (1963) e Dussler (1966), con una sola proposta per Granacci (Ragghianti 1978).