Проект грандиозного по размерам сооружения был выполнен в 1885 г. архитектором строительного отделения Воронежского губернского правления В.В. Стойновским (1850-1898) при участии архитекторов Д.В. Знобинина и С.Л. Мысловского.
Годы строительства: 1886-1893.
На трехъярусной колокольне были установлены часы с боем, которые были отреставрированы в 2014 году.
Церемония освящения престола совершалось с 11 по 13 июля 1893 года, которую проводил глава епархии епископ Анастасий Добрадин.
Собор закрылся в начале 1930-х годов, во время войны здесь ремонтировали танки. Несколько десятилетий в нем находился торговый склад. С середины 1980-х годов начались реставрационные работы. В начале 90-х годов собор возвращен Епархии.
