В 1688 году украинский гетман Иван Мазепа, который был глубоко верующим человеком, узнает о проблемах финансирования строительства собора. После чего он выделяет 10 000 монет на строительство храма из личных средств, а также помогает привлечь человеческие ресурсы к строительству собора. На одной из стен собора была мемориальная табличка, говорящая о вкладе Ивана Мазепы в строительство. На сегодняшний день она не сохранилась. В 1695 году завершается строительство. 20 июля 1695 года собор был открыт и освящен, а также представителям собора была передана на хранение чудотворная икона Ильинской Богоматери. Собор построен в стиле украинского барокко. Архитектором собора выступил Иоганн-Баптист Зауэр, известный вильнюсский зодчий. Собору был присвоен статус кафедрального. На территории собора есть духовное училище, которое занимается подготовкой регентов-псаломщиков. В соборе каждый день проводятся экскурсии, в ходе которых рассказывают об истории собора, вехах его развития, а также основных достопримечательностях. Добраться до собора можно на маршрутном такси № 30, 7, 9, 36, выйдя на перекрестке улиц Толстого и Музыкальной.