Идея строительства большого каменного храма возникла после визита императора Николая I в Пятигорск в 1837 году. Он распорядился возвести собор, достойный растущего курорта. Проект разработал архитектор Константин Тон, автор московского Храма Христа Спасителя. Именно его стиль — русский византийский — лёг в основу пятигорского собора.
Закладка первого камня состоялась 25 июня (7 июля) 1847 года. Строительство шло тяжело: из‑за ошибок подрядчиков и некачественных материалов стены начали разрушаться, и в 1853 году здание пришлось разобрать до основания.
После укрепления фундамента храм возвели заново, и в 1869 году он был освящён во имя Христа Спасителя. Это было монументальное пятиглавое сооружение из белого машукского камня.
В 1936 году собор взорвали в ходе антирелигиозной кампании. На его месте устроили сквер, позже — кафе и площадки для отдыха.
Решение о восстановлении приняли в 1992 году, а новый собор, воссозданный по историческим фотографиям и чертежам, был завершён и освящён в 2012 году.
Современный Спасский кафедральный собор — это точная реконструкция храма XIX века: пять куполов, белокаменные фасады, русский византийский стиль, строгие пропорции, характерные для проектов Тона.
Внутри — просторный светлый храм с росписями, мраморным иконостасом и несколькими приделами. Главная святыня — список Иверской иконы Божией Матери, написанный на Афоне специально для Пятигорска и возвращённый в собор после восстановления.
Собор — действующий: ежедневно проходят богослужения, работает приходская школа, проводятся праздники и крестные ходы.