На протяжении длительного времени собор достраивался: храм – в 1800 году, в 1828 году – появились два боковых алтаря. Колокольня появилась в 1876 году. Вес ее колокола составлял более восьми тонн. Здание возведено в стиле классицизма из местного материала – ракушечника. Высота храма составляет 38 метров. Инициатором строительства был протоиерей Карп Павловский. Интересно, что Святой Праведный Иоанн Кронштадтский был почетным членом церковно-парафиального приюта, основанного при николаевском соборе. В советские годы собор был закрыт, а в его помещении разместили "Дом офицеров". Богослужения возобновились лишь после получения Украиной независимости – в 1992 году. В 2001 году в храм был реконструирован. Осенью 2012 года здесь находилась святыня, привезенная из Иерусалима – Плащаница Гроба Божьей Матери.