Деревянный лейб-гвардии Измайловского полка храм появился на этом месте в 1756 году. После наводнения 1824 года Василий Стасов разработал проект каменного храма. На закладке присутствовали императрица Мария Феодоровна и цесаревич Александр Николаевич. Строительство велось на средства императора Николая I и казенные деньги. В 1835 году храм освятили. В феврале 1867 года здесь венчались Федор Достоевский и Анна Сниткина. В 1928-1938 годах храм был кафедральным. Закрыт и сильно пострадал в Великую Отечественную войну. Использовался как склад. Возвращен Церкви в 1990 году. Реставрация затянулась из-за пожара, возникшего в августе 2006 года на большом куполе, и завершилась к 2017 году. 13 мая 2018 года Святейший Патриарх Кирилл освятил собор.