Im Jahr 1928 wandte sich der Erzbischof von Shanghai, Simon (Winogradow), an die russisch-orthodoxen Gläubigen in Shanghai mit der Bitte, Mittel für den Bau einer großen orthodoxen Kirche zu sammeln. Die Kathedrale wurde im Mai 1933 dank der Bemühungen von Metropolit Viktor (Swjatina) eingeweiht. Das Projekt der Kirche wurde von dem Künstler J. L. Lichonos entworfen, und die technischen Arbeiten wurden von den Ingenieuren B. F. Zenzinow und N. A. Belanowski durchgeführt. Der Bau wurde 1937 unter der Leitung des Bischofs von Shanghai, Ioann (Maximowitsch), abgeschlossen.

Die Kirche erreichte eine Höhe von 35 Metern und bot Platz für etwa 2.500 Personen, einschließlich 300 Personen im Chor. Die Gesamtkosten für den Bau und die Ausstattung beliefen sich auf über 150.000 Dollar. Während der Kulturrevolution wurde die Kathedrale für Gottesdienste geschlossen.

Im Jahr 2002 protestierte die russische Gemeinde in Shanghai gegen die Vermietung des Gebäudes, aus Angst, dass die Inneneinrichtung verändert und die Kathedrale in eine Diskothek verwandelt werden könnte. Sie äußerten Bedauern über diese Entwicklung. Der Russische Club in Shanghai setzt sich seitdem weiterhin für die Rückgabe der Kathedrale ein.

Am 15. Mai 2013, während des ersten Besuchs des Oberhaupts der Russisch-Orthodoxen Kirche in China, feierte der Moskauer Patriarch und alle Rus, Kirill, im Gebäude der ehemaligen Kathedrale die göttliche Liturgie.

Im Mai 2014 fand im Rahmen des Besuchs des Präsidenten Russlands, W. W. Putin, in der VR China eine Fotoausstellung "Russische in Shanghai. 1930er Jahre" in der Kathedrale statt. Die Nutzung des Gebäudes für humanitäre Projekte, die mit der russischen Präsenz in Shanghai verbunden sind, ist Teil der Bemühungen Russlands und der Russisch-Orthodoxen Kirche, die Denkmäler des russischen geistlichen Erbes in China zu bewahren und die Chinesische Autonome Orthodoxe Kirche zu unterstützen.

Am 28. April 2019 fand in der Kathedrale ein Oster-Gottesdienst statt, an dem mehrere Hundert Gläubige teilnahmen. Es war eine einmalige Veranstaltung, die von den lokalen Behörden genehmigt wurde.