La Catedral de la Protección de la Santísima Virgen fue consagrada por el rito de los sacerdotes el 11 de abril de 1993. Más tarde, el 4 de diciembre de 2010, el Obispo de Saratov y Volsk, Longin, realizó el rito de la Gran Consagración. El edificio de la catedral, construido en 1880 según el proyecto del arquitecto Alexei Markovich Salko, reemplazó a la antigua iglesia de piedra en mal estado.

En 1736, en los alrededores de Petrovsk existía un monasterio de doncellas de la Protección, cuya fecha exacta de fundación se desconoce. Para 1764, el monasterio estaba ubicado cerca de la fortaleza de la ciudad. En el monasterio servían clérigos y funcionarios de la iglesia, incluyendo un sacerdote, un diácono y otros. En el inventario se mencionaba que se habían preparado 32 sazhen de piedra y 70 mil ladrillos para la construcción de una nueva iglesia de piedra, pero se requerían fondos adicionales. Por orden de Catalina II, el monasterio fue disuelto y la pequeña iglesia de piedra se convirtió en parroquial. En 1880, se construyó en su lugar una iglesia de ladrillo con campanario según el proyecto de Salko, con fondos recaudados gracias a donaciones y el apoyo de la sociedad de Petrovsk. Los comerciantes Tikhomirov, Novichkov y Shvetsov participaron activamente en la construcción. El templo era de tres naves, pero en los documentos históricos no hay información sobre la consagración de las capillas.

En 1937, la iglesia fue cerrada, se confiscaron los valores eclesiásticos y la comunidad fue exiliada a Siberia. El edificio se utilizó como almacén y quedó vacío. Hasta 1995, en el campanario había un centro de radiodifusión. En 1960, se destruyeron las cúpulas, lo que provocó daños en las estructuras portantes. Para el momento de la entrega del templo a la Iglesia Ortodoxa, las paredes se habían derrumbado parcialmente y las bóvedas y arcos estaban en estado de emergencia.

En 1989, se creó un grupo para la restauración de la iglesia de la Protección, se abrió una cuenta bancaria específica. El Arzobispo Pimen envió allí a un sacerdote. En 1993, el altar del templo fue consagrado por el rito de los sacerdotes. El complejo, que incluye la iglesia, la casa parroquial y la antigua tienda de la iglesia, fue entregado a la Iglesia Ortodoxa. El 13 de octubre de 2009, el templo recibió como regalo un ícono "Catedral de los santos de la tierra de Nizhni Nóvgorod" con las reliquias de los santos de Diveyevo y del santo Serafín de Sarov. El 4 de diciembre de 2010, el Obispo Longin realizó el rito de la Gran Consagración del templo.