In der Zeit von 1641 bis 1646, nachdem die Stadt Orjol von Polen und Litauern verbrannt wurde, begann der Wiederaufbau, während dessen in der Siedlung im Großen Ostrach eine Kirche im Namen der Epiphanie des Herrn erbaut wurde. Im Laufe der Zeit entstand neben ihr die männliche Epiphanie-Kathedrale.

Nach dem Brand im Jahr 1680 wurde die Kirche einen Werst flussabwärts an der Oka verlegt und wurde zur Pfarrkirche. Das steinerne Gebäude der Epiphanie-Kathedrale in Orjol wurde zu Beginn des 18. Jahrhunderts errichtet, was durch seine architektonischen Formen belegt ist. Das ursprüngliche Erscheinungsbild des Gebäudes, das in Zeichnungen und Fotografien erhalten geblieben ist, war schlank und reich verziert und gehörte zum Stil des „Naryschkin-Barocks“, der bei den Boyaren, die dem Zarenhof nahe standen, beliebt war.

Im Jahr 1837 wurde die Kathedrale einer umfassenden Umgestaltung unterzogen, bei der massive Apsiden und neue klassizistische Portiken entstanden, obwohl die Hauptteile des Gebäudes und der Glockenturm unverändert blieben. Im Jahr 1900 wurde festgestellt, dass der Glockenturm einsturzgefährdet war, und er wurde abgerissen. 1908 begann der Bau eines neuen Glockenturms mit zwei Türmen im pseudo-russischen Stil, der die russische Architektur des späten 19. und frühen 20. Jahrhunderts dominierte. Die Geschosse des Glockenturms waren mit Kokoschki und kleinen Kuppeln geschmückt.

Seit 1900 war der Priester Ilya Vasilievich Liwanski der Leiter der Kirche, der 1906 Vorsitzender der Orjoler Kirchenhistorisch-Archäologischen Gesellschaft wurde.

Im Jahr 1939 wurde der Glockenturm der Epiphanie-Kathedrale erneut zerstört. Während des Krieges wurde der kleine geschlossene Achteck und die Kuppel mit dem Kreuz abgerissen. 1948 stand die Kathedrale unter der Aufsicht der Gläubigen, und die Vorbereitungen für Reparatur- und Wiederherstellungsarbeiten begannen. 1952 wurde eine neue Kuppel installiert, und 1956 malte ein Moskauer Künstler teilweise die Speisehalle der Kirche aus. 1957 wurde die alte Malerei des Hauptvolumens wiederhergestellt.

Im Jahr 1964 wurde die Kathedrale in ein städtisches Puppentheater umgebaut, wofür die Kuppel der Kirche abgerissen, die Kreuze entfernt und der Innenraum unter der Kuppel mit einer flachen Decke geschlossen wurde.

Im Jahr 1994 wurde die Kathedrale der Gemeinde der Gläubigen übergeben, und am 6. April 1996 wurde sie von Erzbischof Paisij von Orjol und Liwen geweiht.