Das Projekt zum Bau einer steinernen Kathedrale in Nikolaevsk, im heutigen Pugatschow, Region Saratow, wurde am 12. Juni 1875 vom technischen Baukomitee geprüft und genehmigt. Der Bau der Kathedrale zog sich über mehr als zwanzig Jahre hin. 1895 wurde der Bau aufgrund des Todes des Hauptsponsors S. O. Loktew gestoppt und wurde erst im Februar 1899 dank der Bemühungen des örtlichen Priesters Wasilij Paradoxow, des Vorsitzenden des kirchlichen Wohltätigkeitsvereins, wieder aufgenommen. Der Hauptaltar wurde am 12. September 1899 von dem Bischof von Samara und Stawropol, Gurij Burtasowski, geweiht, und am folgenden Tag wurde die rechte Kapelle zu Ehren der Ikone der Gottesmutter von Kasan geweiht. Neben der Kirche wurde ein Glockenturm mit drei Glocken erbaut: die große, mit einem Gewicht von 624 Pud, wurde in Saratow gegossen, die mittlere, mit einem Gewicht von 300 Pud, in Jaroslawl, und die kleine, mit einem Gewicht von 200 Pud.

Im Jahr 1936 wurde der Glockenturm der Kathedrale zerstört. Es war geplant, auch die Kirche selbst zu zerstören, aber aus unbekannten Gründen geschah dies nicht. Im November-Dezember 1935 wurde fast die gesamte Geistlichkeit von Pugatschow, einschließlich des Weihbischofs Stefan Winogradow, verhaftet. Im Jahr 1937 wurde die Kirche endgültig geschlossen, und ihr Gebäude wurde als Getreidespeicher genutzt. 1942 wurden die Gottesdienste wieder aufgenommen, aber die Gläubigen erhielten die Kirche erst 1945.