Кошти на будівництво храму виділили купці І. Сизарєв і П. Фендриков. У 1786 році на Грецькій площі міста розпочалося будівництво церкви. Тоді, за розповідями місцевих жителів, раптово затихла епідемія чуми, яка охопила тоді територію Херсонщини. Це пов’язують з початком будівництва храму. Завершилося спорудження собору завдяки фінансам одного козака, ім’я якого не вказано в літописах. Спочатку церква була звичайним парафіяльним храмом. У 1828 році стала міським собором, а в 1853 – кафедральним. Також храм відвідували царі: в середині XIX століття Олександр I і Микола II на початку XX століття. У 1930 році під час радянської влади собор був закритий, ікони знищені; також зняли бані та розбили дзвін. Тоді в храмі зробили спортивний зал. Зараз тривають реставраційні роботи. Від 1993 року храм належить до православної церкви.