A mediados del siglo XVIII, Irkutsk se había convertido en una ciudad tan próspera que podía competir con Tobolsk por el título de capital de Siberia. En la ciudad incluso se formó su propia escuela arquitectónica, que desarrollaba una de las direcciones del barroco siberiano. El logro más alto de esta escuela fue la iglesia de la Exaltación de la Cruz en Irkutsk. La crónica de la ciudad indica que la construcción comenzó en mayo de 1747, y los registros clericales informan que el templo fue consagrado el 11 de septiembre de 1758.

El académico I.E. Grabar, historiador de la arquitectura rusa, señalaba que la decoración del templo impresiona por su virtuosismo, a pesar de los recursos limitados. Los maestros, trabajando con ladrillo y creando columnas y cornisas, lograban un efecto en el que los patrones de ladrillo recordaban ricas telas y alfombras. Las paredes de la iglesia de la Exaltación de la Cruz, según Grabar, representan un "tapiz" en el que se entrelazan elementos de Moscú y Ucrania con motivos orientales.

En 1779, se construyó un ábside cálido en el lado norte de la iglesia en honor a la Fuente de la Santa Madre de Dios. Imitaba los volúmenes principales y tenía un remate en varios niveles. La apariencia final de la iglesia se adquirió en 1860, cuando, según el proyecto del arquitecto V.A. Kudel'ski, se añadió un pórtico de piedra con frontón, semicolumnas y grandes ventanas a la pared oeste del campanario.

Una vez situada en las afueras, la iglesia de la Exaltación de la Cruz ahora se encuentra en el centro de Irkutsk, en una intersección concurrida. El académico Grabar señalaba la sorprendente vitalidad de la tradición decorativa en esta iglesia.

El interés por la iglesia se manifestó ya en el siglo XIX. En 1887, la Comisión Arqueológica Imperial la incluyó en el Catálogo de Monumentos de la Antigüedad Nacional, y el protoiereo G. Možarov elaboró una métrica para la iglesia como monumento arquitectónico. Especialmente impresionante es el encaje de piedra que adorna las paredes del templo.

El historiador del arte G.K. Lukomski se maravillaba del patrón de encaje que cubre las cornisas, columnas y ventanas de la iglesia, destacando sus cúpulas barrocas. En su opinión, solo las iglesias de Solikamsk y Solvychegodsk pueden compararse con este templo en riqueza de fantasía y elegancia de detalles.

En la decoración de la iglesia de la Exaltación de la Cruz hay motivos mongoles, lo que le da un "sabor oriental". La iglesia se convirtió en un modelo a seguir, y sus motivos se pueden ver en otras iglesias de Irkutsk y en la catedral del Monasterio de la Transfiguración de Cristo en Baikal.

Después de 1917, el templo sirvió como catedral en 1929, 1936, 1948 y 1991. En 1936, se interrumpieron los servicios religiosos, y se retiraron las campanas del campanario, siendo la más antigua de ellas fundida en 1753.