Денежные средства на постройку храма выделили купцы И. Сизарев и П. Фендриков. В 1786 году на Греческой площади города началось строительство церкви. Тогда, по рассказам местных жителей, внезапно затихла эпидемия чумы, которая охватывала тогда территорию Херсонщины. Это связывают с началом строительства храма. Окончилась постройка собора благодаря финансовому вложению одного казака, имя которого не указывается в летописях. Изначально церковь была обычным приходским храмом. В 1828 году стала городским собором, а в 1853 – кафедральным. Также храм посещали цари: в середине XIX века Александр I и Николай II в начале XX века. В 1930 году во время советской власти собор был закрыт, иконы разрушены; также сняли купола и разбили колокол. Из помещения храма на тот момент сделали спортивный зал. Сейчас выполняются реставрационные работы. С 1993 года храм относится к православной церкви.