L'église de l'Annonciation à Kharkiv est l'une des plus anciennes de la ville. Son histoire est étroitement liée à la fondation de Kharkiv. Peu d'informations ont été conservées sur les premières constructions en bois de l'église, et elles sont de nature aléatoire. Les principales sources d'informations sur l'église de l'Annonciation de cette époque sont les "Archives de Kouriaz", les "Livres de métriques" et le "Registre de l'église" de 1775.

La première église de l'Annonciation a été construite au plus tard en 1655, en même temps que d'autres temples de la ville. Elle se trouvait dans un établissement connu sous le nom de Zalopan, et était en bois, avec un prêtre et une petite congrégation. En 1720, la congrégation s'est agrandie, et deux prêtres y officiaient déjà. L'église a brûlé en 1738, et à sa place, une nouvelle église en bois a été construite, qui était une copie de la précédente. En 1789, la construction d'une église en pierre a commencé, achevée en 1794 selon les plans de l'architecte P.A. Yaroslavsky.

Parmi les bienfaiteurs de l'église figuraient le lieutenant-colonel Mikhaïl Ivanovitch Batezatoul, la conseillère de cour Anastasia Petrovna Dupina et le marchand Mikhaïl Nechaïev. En 1836, la reconstruction des chapelles a commencé, achevée en 1839 grâce aux efforts du marchand Alexandre Dmitrievitch Skrypnik.

En 1858, l'église était décrite comme étant en pierre avec trois autels et un clocher. En 1887, il a été décidé de construire un nouveau temple, et en 1888, sa construction a commencé sous la direction de l'architecte Mikhaïl Ivanovitch Lovtsov. Le nouveau temple a été achevé en 1901 et impressionnait par ses dimensions et son architecture.

Après la révolution de 1917, l'histoire de la cathédrale est devenue tragique. En 1930, la cathédrale a été fermée, et ses locaux ont été utilisés à d'autres fins. Elle a été rouverte en 1943. En 1948, les reliques de saints ont été transférées dans la cathédrale, et depuis 1946, elle a obtenu le statut de cathédrale. En 1993, les reliques du saint martyr Alexandre Petrovsky ont été ajoutées à la cathédrale.

La cathédrale a survécu à plusieurs épreuves, y compris des ouragans et un incendie en 1997, mais a été restaurée grâce aux efforts des croyants. Aujourd'hui, la Cathédrale de la Sainte Annonciation est une partie importante du patrimoine architectural et spirituel de Kharkiv.