Внешний вид храма во многом схож с Покровским собором в Харькове. Первое обновление здания произошло в 1751 году. В начале XVII века Петр І подарил собору Евангелие. А в 1825 году здесь побывал император Александр I. До начала XX века на внутренних стенах храма были размещены военные трофеи, которые получил Изюмский полк в ходе многочисленных битв. В XVIII столетии к зданию собора пристроили колокольню и притвор. Через некоторое время заменили грушевидные купола на луковичные. В 1930-х годах власти разграбили храм, а помещение использовали в качестве склада. Во время Второй мировой войны советские войска взорвали колокольню и притвор. Годами позже реставраторы восстановили собор, повторив его изначальный исторический вид.