En 1799 comenzó la construcción de una iglesia de piedra de una sola nave en honor a la Natividad de la Virgen, finalizada en 1800 con fondos de comerciantes rusos. Debido a esto, también se la conocía como "Iglesia de los Viejos Comerciantes". La construcción de la iglesia fue dirigida por el protoiereo Karp Pavlovsky. La altura del templo es de 38 metros, y sus paredes están hechas de piedra caliza tallada. Inicialmente, las columnas estaban doradas. En 1828, se añadieron dos nuevos altares al altar principal en honor a la Natividad de la Santísima Virgen: el izquierdo, dedicado a los santos reyes Constantino y Elena, y el derecho, en honor al santo Mitrófan, obispo de Vorónezh. Ese mismo año, la iglesia recibió el estatus de Catedral. En 1835, cuando se discutía el nombre de la calle donde se encuentra la Catedral, G.G. Avtonomov propuso al almirante M.P. Lazarev nombrarla Rojdestvenskaya en honor a la Catedral de la Natividad de la Virgen.

En 1874 se creó una administración parroquial en la catedral, cuyo miembro honorario a principios del siglo XX fue el rector de la catedral de Kronstadt, el protoiereo Ioann Sergiev, conocido hoy como el santo justo Ioann de Kronstadt.

El templo está ubicado en la parte histórica de Nikolaev, conocida como "Gorodovoy", en la intersección de las calles Rojdestvenskaya Lyagina y Kupecheskaya Potemkinskaya. En 1922, durante la incautación de valores eclesiásticos para ayudar a los hambrientos, la comunidad de la catedral entregó 172 kg de plata. El 31 de enero de 1930, las autoridades retiraron las campanas que pesaban 10,2 toneladas de metal no ferroso, y el 8 de noviembre de 1936, la catedral fue cerrada. En los años previos a la guerra, el edificio se utilizó como Casa de la Guarnición del Ejército Rojo y la Flota, y después de la guerra se convirtió en la "Casa de Oficiales".

A principios de los años 90, la catedral fue entregada a la Iglesia Ortodoxa Ucraniana del Patriarcado de Moscú y desde entonces se ha convertido en un lugar querido para muchos ciudadanos. En ella se guardan las reliquias del santo mártir Sergio, que sufrió por su fe, así como una parte de las reliquias del santo justo Teodoro Ushakov.