Храм был заложен в 1843 году и освящён после завершения строительства в 1847 году. Проект фасада корректировал академик А. Тон, а колокольню позже спроектировал П. Воскресенский.
В советские 1930‑е собор был разобран, колокольня использовалась как радиомачта и в 1943 году взорвана.
Решение о воссоздании комплекса приняли в 1990‑е; реставрационные и строительные работы велись в 2004–2012 годах, первая служба в восстановлённом соборе прошла в 2010 году, а великое освящение совершил Патриарх Кирилл в 2012 году.
Собор стоит на самой высокой точке города и выполняет функции кафедрального храма Ставропольской епархии: здесь проходят богослужения, крупные церковные праздники и культурные мероприятия.
Воссозданный комплекс включает главный пятиглавый храм и колокольню. Архитектурно он выдержан в русско‑византийском стиле и стал одной из главных точек паломничества и туристических маршрутов по Ставрополю.
Лучшее время для посещения — раннее утро или поздний день: вид с Крепостной горы открывает панораму города и делает фотоснимки особенно эффектными.