Am 21. September 1797 erteilte der Erzbischof von Tobolsk, Varlaam Petrow, ein Schreiben an den Protopriester Alexei Alexejew aus Krasnojarsk. In dem Dokument wurde erwähnt, dass die Gemeindemitglieder von Kansk die Bitte äußerten, die hölzerne Spasskaja-Kirche durch eine steinerne mit einer Kapelle zur Schutzherrin der Heiligen Gottesmutter zu ersetzen. Für den Bau waren bereits Stein und Holz vorbereitet. Die Arbeiten begannen am 18. Mai 1800 und wurden im Oktober 1804 abgeschlossen. Zu diesem Zeitpunkt waren die Steinarbeiten an der kalten Kirche beendet und die warme Kapelle vollständig vorbereitet, die am 22. Januar 1805 geweiht wurde. Die kalte Kirche wurde am 5. Juni 1814 geweiht.

In der Zeit von 1834 bis 1839 wurde die warme Kapelle des Heiligen Nikolaus von Myra auf der Nordseite erbaut, die am 18. Januar 1839 geweiht wurde, sowie ein viersäuliges Portal am westlichen Eingang, das im klassizistischen Stil ausgeführt wurde. In den Jahren 1911-1912 entwarf der Provinzarchitekt W. Sokolowski ein Rekonstruktionsprojekt, nach dem eine neue südliche Kapelle, ähnlich der nördlichen, und ein Anbau an die Westfassade mit Versetzung des Portals errichtet wurden. Die Gewölbe der Speisehalle wurden angehoben und Fenster für das zweite Licht hinzugefügt. Der untere Stock erhielt klassizistische Formen.

In den Jahren 1937-1938 wurde die Kathedrale geschlossen, die Kuppeln abgenommen und das Gebäude als Aeroclub genutzt. 1946 wurde die Kathedrale den Gläubigen zurückgegeben, aber 1964 wurde sie erneut geschlossen und beherbergte ein Theater und später ein Heimatmuseum.

Bis 1961 wurden die oberen Stockwerke des fünfkuppelligen Tempels und des Glockenturms sowie die Kuppeln der Kapellen und Apsiden abgerissen. Die Portale an den nördlichen und südlichen Fassaden gingen verloren. An die Ostfassade wurde ein disharmonischer Anbau hinzugefügt, der die altarischen Apsiden verdeckte. Teile der Öffnungen wurden zugemauert und die Räume umgestaltet.

1987 wurde an der Krasnojarsker ISI ein Diplomprojekt zur grafischen Rekonstruktion der Kathedrale unter der Leitung von Schumow K.J., Grinberg J.I. und Lawrow A.G. durchgeführt. Die Autorin des Projekts war E. Slizhewskaja. 1992 wurde die Kathedrale den Gläubigen zurückgegeben und teilweise restauriert. Der Glockenturm und der quadratische Teil des Haupttempels mit fünf Kuppeln wurden wiederhergestellt, und der Hauptaltar wurde zu Ehren der Heiligen Dreifaltigkeit geweiht.

Das Hauptvolumen der Kirche umfasst den hohen quadratischen Tempelteil mit halbrunder Apsis, die Speisehalle und den gestuften Glockenturm. Spätere Anbauten umfassen die nördlichen und südlichen Kapellen sowie den westlichen Anbau. Der Haupteingang ist mit einem vier-säuligen Portal der toskanischen Ordnung gestaltet.

Der hohe quadratische Tempel wird mit einer figürlichen Kuppel und fünf Kuppeln abgeschlossen. Der Glockenturm ist im oberen Stockwerk achteckig, mit einer Kuppel auf einem achteckigen Tambour. Die altarische Apsis ist ebenfalls mit einer Kuppel auf einem achteckigen Tambour gekrönt. Der quadratische Raum des Haupttempels ist durch bogenförmige Öffnungen mit der Speisehalle verbunden. Im westlichen Teil befindet sich der Kirchenvorraum mit einer Treppe zum Glockenturm. Im westlichen Anbau befinden sich drei Räume.

An dem Tempelquadrat befinden sich Fenster des zweiten Lichts mit halbrundem Abschluss, und in der Speisehalle runde Fensteröffnungen des zweiten Lichts. Das Quadrat wird mit einer halben Kuppel abgeschlossen, mit einem runden Fenster auf der zentralen Achse. An den Seiten erheben sich zweigeschossige achteckige Tamboure der Kuppeln. Der Tambour des kleinen Achteckes ist mit schmalen Öffnungen durchbrochen. Die südliche Kapelle wird mit einer figürlichen Kuppel auf einem achteckigen Tambour abgeschlossen.

Die Fensteröffnungen sind mit profilierten Leisten umrahmt und ruhen auf Fensterbänken. Die runde Fensteröffnung des Quadrats ist mit einer fein profilierten Leiste umrahmt. Der Gesims des 1. Stocks hat ein flaches Fries. Die Ecken des Glockenturms sind mit Pilastern bearbeitet, und die Öffnungen des Glockenstocks mit Archivolten. Der Glockenturm ist mit Gesimsen und Konsolen dekoriert. Die Fenster des zweiten Lichts sind mit Leisten umrahmt. Die Ecken des Quadrats sind mit Lisenen und Feldern bearbeitet. Die Wände der Speisehalle und der Apsiden sind mit Gesimsen gekrönt.

Das Innere entwickelt sich entlang der Längsachse des Gebäudes, die den westlichen Anbau, den Vorraum, die Speisehalle und den Tempel mit der Apsis umfasst. Das Innere des Tempels entwickelt sich in die Höhe, mit einer aktiven Rolle der gewölbten Decke der Speisehalle und den Fenstern des zweiten Lichts.

Die Kathedrale, ein Denkmal der Architektur des 19. Jahrhunderts, ist das älteste steinerne Gebäude in Kansk und ein Beispiel für die Jenissei-Schule des späten sibirischen Barock. Das Hauptvolumen umfasst einen hohen quadratischen Teil mit fünf Kuppeln. An der Nord- und Südseite grenzen die Kapellen an, im Westen die Speisehalle und der Glockenturm. Die Kathedrale befindet sich auf dem zentralen Platz des historischen Zentrums von Kansk und ist eine wichtige städtebauliche Dominante.