El proyecto de construcción de la iglesia catedral de piedra en Nikolaevsk, en la provincia de Samara, hoy Pugachov en la región de Saratov, fue revisado y aprobado por el comité técnico de construcción el 12 de junio de 1875. La edificación de la catedral se prolongó por más de veinte años. En 1895, la construcción se detuvo debido a la muerte del principal benefactor, S. O. Loktev, y se reanudó solo en febrero de 1899 gracias a los esfuerzos del sacerdote local Vasily Paradoxov, presidente de la beneficencia de la iglesia. El altar principal fue consagrado el 12 de septiembre de 1899 por el obispo de Samara y Stavropol, Guriy Burtasovsky, y al día siguiente se consagró la capilla derecha en honor a la imagen de la Madre de Dios de Kazán. Se construyó un campanario con tres campanas: la grande, que pesa 624 puds, fue fundida en Saratov, la mediana, de 300 puds, en Yaroslavl, y la pequeña, de 200 puds.

En 1936, el campanario de la catedral fue destruido. Se planeaba la demolición del propio templo, pero por razones desconocidas esto no ocurrió. En noviembre-diciembre de 1935, casi todo el clero de Pugachov, incluido el obispo vicario Stefan Vinogradov, fue arrestado. En 1937, el templo fue cerrado definitivamente y su edificio se utilizó como almacén de granos. En 1942, se reanudaron los servicios religiosos, pero el templo fue entregado a los fieles solo en 1945.