Bis zur Mitte des 18. Jahrhunderts war Irkutsk so wohlhabend geworden, dass es mit Tobolsk um den Titel der Hauptstadt Sibiriens konkurrieren konnte. In der Stadt entwickelte sich sogar eine eigene Architekturschule, die eine Richtung des sibirischen Barocks förderte. Der Höhepunkt dieser Schule war die Kreuzerhöhungskirche in Irkutsk. Die Stadtchronik gibt an, dass der Bau im Mai 1747 begann, und die Kirchenakten berichten, dass der Tempel am 11. September 1758 geweiht wurde.

Der Akademiker I.E. Grabar, Historiker der russischen Architektur, bemerkte, dass die Ausstattung des Tempels trotz begrenzter Mittel mit Virtuosität beeindruckt. Die Meister, die mit Ziegeln arbeiteten und Säulen sowie Gesimse schufen, erzielten den Effekt, dass die Ziegelmuster an reiche Stoffe und Teppiche erinnerten. Die Wände der Kreuzerhöhungskirche stellen laut Grabar einen "Teppich" dar, in dem sich Elemente Moskaus und der Ukraine mit östlichen Motiven verweben.

Im Jahr 1779 wurde an der Nordseite der Kirche eine warme Kapelle zu Ehren der Quelle der Heiligen Gottesmutter erbaut. Sie ahmte die Hauptvolumina nach und hatte eine gestufte Abschlussform. Das endgültige Erscheinungsbild erhielt die Kirche im Jahr 1860, als nach dem Entwurf des Architekten V.A. Kudelki an die Westwand des Glockenturms ein steinernes Vorhaus mit Giebel, Halbsäulen und großen Fenstern angebaut wurde.

Einst am Stadtrand gelegen, steht die Kreuzerhöhungskirche nun im Zentrum von Irkutsk, an einer belebten Kreuzung. Akademiker Grabar bemerkte die erstaunliche Lebendigkeit der Dekorationstradition in dieser Kirche.

Das Interesse an der Kirche zeigte sich bereits im 19. Jahrhundert. Im Jahr 1887 wurde sie von der Kaiserlichen Archäologischen Kommission in das Verzeichnis der Denkmäler der heimischen Antike aufgenommen, und der Protopresbyter G. Možarov erstellte eine Urkunde für die Kirche als Denkmal der Architektur. Besonders beeindruckend ist das steinerne Spitzenmuster, das die Wände des Tempels schmückt.

Der Kunsthistoriker G.K. Lukomsky bewunderte das Spitzenmuster, das die Gesimse, Säulen und Fenster der Kirche bedeckt und ihre barocken Kuppeln betont. Seiner Meinung nach können nur die Kirchen von Solikamsk und Solwychegodsk in Bezug auf die Fülle der Fantasie und die Eleganz der Details mit diesem Tempel konkurrieren.

In der Ausstattung der Kreuzerhöhungskirche finden sich mongolische Motive, die ihr einen "östlichen Geschmack" verleihen. Die Kirche wurde zum Vorbild und ihre Motive sind in anderen Kirchen Irkutsks und im Kathedralen des Botschafts-Spaso-Transfiguration-Klosters am Baikal zu sehen.

Nach 1917 diente der Tempel in den Jahren 1929, 1936, 1948 und 1991 als Kathedrale. Im Jahr 1936 wurden die Gottesdienste eingestellt, und die Glocken wurden vom Glockenturm abgenommen, die älteste von ihnen wurde 1753 gegossen.