En 1552, un incendio ocurrió en Kargopol, después del cual comenzó a formarse un nuevo centro de la ciudad, la Plaza de la Catedral. La construcción de la catedral en honor a la Natividad del Señor y Salvador nuestro Jesucristo duró diez años, y en 1562 fue consagrada. En el lugar de la catedral anteriormente había una iglesia de madera con la misma dedicación, y el incendio solo aceleró la decisión de los kargopolenses de erigir un templo de piedra. No escatimaron en gastos para esta piadosa obra e invitaron a maestros, presumiblemente, de Novgorod.

Así, en Kargopol apareció el primer templo de piedra, uno de los primeros en el Norte de Rusia. La catedral de la Natividad de Cristo sigue siendo poco estudiada. La suposición sobre el origen novgorodense de sus constructores aún no está confirmada, pero se basa en una inspección superficial. El historiador A. G. Melnik señala que el tipo de mampostería mixta de la catedral es característico de la arquitectura novgorodense de esa época. Los elementos arquitectónicos del monumento están realizados en estilo novgorodense, y detalles como los finos cornisas, los ángulos cortados de los pilares del altar y la decoración del portal sur indican la mano de maestros novgorodenses. Sin embargo, estos maestros experimentaron la influencia de la arquitectura moscovita y del centro de Rusia.

En 1765, ocurrió otro incendio en Kargopol, conocido como el "gran incendio". El fuego fue tan fuerte que, según los testigos, "los troncos volaban al otro lado del río". La construcción de madera de la ciudad se quemó por completo, y también resultaron dañados los edificios de piedra, incluida la catedral de la Natividad de Cristo, cuyos cúpulas se quemaron y las paredes resultaron dañadas.

La catedral permaneció sin reparaciones durante cinco años, mientras los feligreses recolectaban fondos para la restauración. Los trabajos comenzaron en 1770 y se completaron solo veintiocho años después, aunque el altar principal fue nuevamente consagrado ya en 1778. Durante esta larga restauración, la catedral adquirió características que se han conservado hasta nuestros días.

En 1936, la catedral fue transferida al Museo-Reserva Histórico-Arquitectónico y Artístico de Kargopol. Hoy en día, sus paredes están pintadas de blanco, y solo se conserva un pequeño fragmento de frescos medievales en el lado occidental. De los íconos, solo queda lo que se instaló después de 1765. Un elemento inusual de la construcción exterior es una viga de hierro en forma de mano, que sobresale del tambor central de piedra, a la que se sujetaba una cadena para sostener el candelabro central (el candelabro en sí desapareció al cerrarse la catedral).

Con el tiempo, el edificio de la catedral se ha hundido en la tierra casi un metro.