La catedral de la Protección, construida de piedra y con tres altares y un campanario, fue erigida en 1834 con la bendición del obispo de Nizhni Nóvgorod y Arzamas, Moisés Bliznetsov-Platonov. La construcción duró 10 años y fue financiada por donaciones de particulares, así como por fondos estatales asignados por orden del emperador Nicolás I tras la solicitud de los habitantes de la ciudad. La suma total gastada en la construcción fue de 72,572 rublos. La catedral tenía tres altares: el principal, de la Protección de la Madre de Dios, consagrado en 1834, y dos altares laterales en la parte del refectorio, consagrados en 1826, en honor a Todos los Santos y al santo Nicolás el Milagroso.

En 1923, la catedral cayó en manos de representantes del cisma de renovación de la iglesia. En 1927, el acuerdo entre las autoridades y la comunidad renovadora fue rescindido debido a la escasez de fieles. En 1931, el consejo de la ciudad de Lukoyanov decidió utilizar el edificio de la antigua catedral de la Protección como Casa de Cultura de la ciudad. En la década de 1930, el edificio de la catedral fue desmantelado debido a su estado de emergencia.