La catedral fue construida en tres años y para octubre de 1858 ya tenía un revestimiento de hierro blanco y una cúpula dorada. Las paredes interiores estaban enyesadas, las ventanas equipadas con marcos dobles con vidrios bembos, y en el sótano se instalaron tres estufas para calefacción. En el sexto año de construcción, los maestros bajo la dirección del iconógrafo moscovita Semión Borisov pintaron la cúpula. La iglesia recibió tres escaleras de piedra, se completó la pintura mural, se colocó un suelo de roble y se instaló un iconostasio de pino, obra del maestro moscovita Nikanor Sofronov con íconos de Borisov. Dentro de la catedral se añadieron dos pequeñas estufas para mejorar el calor y la deshumidificación. Por su contribución a la construcción, el anciano de la iglesia V. Kuzovlev recibió la orden de San Ana de III clase. Los fondos para la construcción fueron donados por obispos, nobles, comerciantes y armeros, entre los que destacaron el comerciante Semión Krasnoglazov y el armero Maxim Lialin. El alcalde Nikolai Dobrynin donó muchos utensilios. La iglesia fue consagrada en 1862. Desde su construcción, la catedral tuvo calefacción de vapor, pero la ventilación era débil, lo que causaba corrientes de aire y hollín. En la década de 1890 se decidió instalar calefacción por agua y mejorar la ventilación, lo que requirió 25 mil rublos. El anciano de la iglesia I. K. Platonov añadió los fondos faltantes de sus ahorros personales. Los trabajos comenzaron en agosto de 1892, y durante este proceso se encontró una placa conmemorativa de la iglesia. En 1930, la catedral fue cerrada, se planeaba convertirla en el Palacio de los Físicos, pero el proyecto no se llevó a cabo. En el edificio se estableció un aeroclub, y más tarde un club de físicos. Se perdieron cuatro pequeñas cúpulas y la central. En la década de 1960, se decidió utilizar el edificio como museo de armas, y de 1972 a 1989 se llevó a cabo una reconstrucción. La entrada al museo se hizo desde el este, abriendo la pared del altar. En 1991, el edificio recibió el estatus de monumento histórico y cultural. En 2012, la exposición fue trasladada a un nuevo museo de armas, y en 2015 comenzó la restauración del edificio, pero no se planea restaurar su apariencia anterior, ya que el museo continúa ocupando las instalaciones.