La presencia rusa en Francia comenzó en el siglo XVIII. En el siglo XIX, alrededor de mil rusos vivían de manera permanente o temporal en París, y no tenían otro lugar para orar que en la embajada rusa.

En 1847, un sacerdote de la embajada rusa, Iosif Vasiliev, comenzó a diseñar un templo permanente. La finalización del proyecto se retrasó debido a la inercia del gobierno ruso y la lentitud de la administración francesa, pero al final Napoleón III dio su consentimiento. La construcción fue financiada principalmente por donaciones de rusos de Rusia y otros países. El propio zar Alejandro II aportó alrededor de 150,000 francos en oro. El proyecto despertó un gran interés en Francia, y a las donaciones de los ortodoxos se unieron contribuciones de católicos y protestantes.

El nuevo templo fue consagrado el 11 de septiembre de 1861 por el vicario de la diócesis de San Petersburgo, el obispo Reveliano Leoncio (Lebedinski), y dedicado al santo príncipe Alejandro Nevski.

En 1922, el templo recibió el estatus de catedral cuando el arzobispo Evlogio (Georgievski) lo convirtió en el centro administrativo de su diócesis para los emigrantes rusos.