Die Auferstehungskathedrale wurde das erste Ziegelgebäude in Omsk. Ihr Bau wurde der Tobolsker geistlichen Konsistorium am 18. April 1769 genehmigt und 1775 abgeschlossen.

Die Grundsteinlegung der Kirche fand am Tag der Auferstehung Christi im Jahr 1769 statt, der zum Patronatsfest der Kathedrale wurde. Der Bau wurde von den Brüdern Kosma und Ivan Tscherapanov aus Tobolsk durchgeführt. Die Kirche unterstrich die Bedeutung der Omsker Festung als Zentrum der christlichen Kultur. Am 21. September 1773 wurde im neuen Gotteshaus der Altar zu Ehren des heiligen Sergius von Radonesch, des Wundertäters, geweiht, und am 29. September der Hauptaltar zu Ehren der heiligen Großmärtyrerin Katharina, der Schutzpatronin der Kaiserin.

Die Kathedrale diente als kulturelles und wohltätiges Zentrum von Omsk. In ihr befand sich die größte Kirchenbibliothek der Stadt, die 1908 1875 Bände umfasste. In der Sowjetzeit wurden die Gottesdienste eingestellt, und in den 1920er Jahren wurde das Gebäude dem Omsker Komsomol als Klub übergeben. 1958 wurde die Auferstehungskathedrale abgerissen.

Die Wiederherstellung begann im Februar 2016 und wurde im Dezember desselben Jahres abgeschlossen.