En 1855 se cumplieron 700 años desde la aparición de la Virgen María al santo príncipe Andrés Bogoliubsky. En honor a este evento, el 19 de mayo de 1855 se colocó solemnemente la primera piedra de una nueva catedral en el monasterio de Bogoliubsk en honor a la icono de Bogoliubskaya. Un año antes, en febrero de 1854, la compradora de Moscú Anna Gerasimovna Alexeeva, junto con sus hijos Simeón y Dmitri Petrovich, se dirigió a la Consistoría Espiritual de Vladimir con la solicitud de permitir la construcción de la catedral con sus propios fondos. El templo debía incluir capillas: la derecha en honor a San Simeón el Justo y la Profetisa Ana, consagrada el 18 de junio de 1866, y la izquierda en honor a los apóstoles Pedro y Pablo, consagrada el 20 de mayo de 1867. El proyecto fue desarrollado por el arquitecto provincial de Vladimir, Y.M. Nikiforov, basándose en los proyectos modelo de K.A. Ton, quien diseñó templos en estilo bizantino-ruso. En la construcción participaron activamente comerciantes de Moscú, Vladimir, Shuya e Ivanovo.

La construcción de la catedral duró 11 años y se completó en 1866. El templo fue consagrado por el santo Teofan el Recluso, quien fue canonizado en 1988. Los trabajos principales de la construcción de la catedral fueron realizados por el monje Serafim bajo la dirección del abad Jerónimo, quien falleció en 1865. El padre Serafim, venerado como un hombre santo, tampoco vivió para ver la consagración. La finalización de la construcción y la mejora del templo fueron llevadas a cabo por el abad Daniel. El proyecto del iconostasio fue realizado por el académico F.G. Solntsev. La catedral fue equipada con calefacción: en el sótano se instalaron hornos especiales y un sistema neumático.

En la década de 1870, el templo fue decorado con pintura al óleo en estilo clásico. Este trabajo fue realizado por el iconógrafo heredado Iván Ivánovich Shorokhov con sus hermanos P. y S. Shorokhov de la aldea de Bogoliubovo. En 1907-1908, A.I. Shorokhov renovó y amplió la pintura mural de la catedral, así como creó un nuevo iconostasio tallado con columnas, cubierto de oro rojo.