Die Kathedrale wurde in drei Jahren erbaut und hatte bis Oktober 1858 bereits ein weißes Eisenblechdach und eine vergoldete Kuppel. Die Innenwände waren verputzt, die Fenster mit doppelten Rahmen und Bembischen Gläsern ausgestattet, und im Keller wurden drei Öfen zur Heizung installiert. Im sechsten Jahr des Baues malten Meister unter der Leitung des Moskauer Ikonenmalers Semjon Borisow die Kuppel aus. Die Kirche erhielt drei steinerne Eingänge, die Wandmalerei wurde abgeschlossen, ein Eichenboden verlegt und ein Kieferneikonostase des Moskauer Meisters Nikanor Sofronow mit Ikonen von Borisow installiert. Im Inneren der Kathedrale wurden zwei kleine Öfen hinzugefügt, um die Wärme und Trockenheit zu verbessern. Für seinen Beitrag zum Bau erhielt der Kirchenälteste W. Kuzowlew den Orden der Heiligen Anna III. Klasse. Die Mittel für den Bau spendeten Bischöfe, Adelige, Kaufleute und Waffenschmiede, darunter der Kaufmann Semjon Krasnoglasow und der Waffenschmied Maxim Ljalin. Der Stadtoberhaupt Nikolai Dobrynin spendete viele Utensilien. Die Kirche wurde 1862 geweiht. Seit ihrer Errichtung hatte die Kathedrale eine Ofenheizung, aber die Belüftung war schwach, was Zugluft und Ruß verursachte. In den 1890er Jahren beschloss man, eine Wasserheizung zu installieren und die Belüftung zu verbessern, was 25.000 Rubel erforderte. Der Kirchenälteste I. K. Platonow fügte die fehlenden Mittel aus seinen persönlichen Ersparnissen hinzu. Die Arbeiten begannen im August 1892, und dabei wurde eine Grundsteinplatte der Kirche gefunden. 1930 wurde die Kathedrale geschlossen, es war geplant, sie in einen Palast für Sportler umzubauen, aber das Projekt wurde nicht realisiert. Im Gebäude wurde ein Aeroclub untergebracht, später ein Sportlerclub. Vier kleine Kuppeln und das zentrale Abschlussstück gingen verloren. In den 1960er Jahren beschloss man, das Gebäude als Waffemuseum zu nutzen, und von 1972 bis 1989 fand eine Rekonstruktion statt. Der Eingang zum Museum wurde von Osten geschaffen, indem die Altarwand durchbrochen wurde. 1991 erhielt das Gebäude den Status eines Denkmals der Geschichte und Kultur. 2012 wurde die Ausstellung in ein neues Waffemuseum verlegt, und 2015 begann die Restaurierung des Gebäudes, aber eine Wiederherstellung des ursprünglichen Erscheinungsbildes ist nicht geplant, da das Museum weiterhin die Räumlichkeiten nutzt.