La cathédrale Odigitrievsky d'Upper Udinsk a commencé à être construite en 1741 et a été achevée en 1785. Elle est dédiée à la Sainte Vierge Marie Odigitria, connue sous le nom de « Guide ».

Les fondations de la cathédrale ne sont pas solides. Les conditions de construction étaient défavorables : des sables fins saturés d'eaux souterraines et un risque sismique. Déjà en 1818, des affaissements irréguliers ont causé des fissures dans les murs et les voûtes. Les tremblements de terre de 1862 et 1885 ont ajouté de nouvelles fissures et endommagé les tirants en fer. Compte tenu de l'activité sismique de la région, la stabilité de la cathédrale suscite encore des doutes aujourd'hui.

La cathédrale est un monument unique de l'architecture cultuelle de la Sibérie du XVIIIe siècle. Sa composition harmonieuse, son silhouette raffinée et ses façades expressives en font un bâtiment remarquable. Elle était un élément clé de la composition urbaine d'Upper Udinsk, définissant le réseau de rues aux XVIIIe et XIXe siècles. La cathédrale terminait la rue principale, aujourd'hui rue Lénine, et reste encore aujourd'hui un élément architectural dominant de la partie historique d'Oulan-Oudé.

Le temple a été construit à l'emplacement d'une église en bois de la Mère de Dieu, qui se trouvait au sud. Son emplacement est marqué par un pilier en pierre avec une croix en fonte. La construction de la cathédrale a commencé en 1741 et a duré plus de 40 ans. La consécration du temple au deuxième étage a eu lieu en 1785, tandis que l'église « chaude » au rez-de-chaussée a été consacrée en 1770. C'est le premier bâtiment en pierre d'Upper Udinsk, construit en raison de la croissance de la population et du développement du commerce. Au milieu du XVIIIe siècle, un essor de l'architecture en pierre a commencé en Sibérie, en particulier pour les églises.

La cathédrale a été fermée en 1929. Après cela, elle a abrité des cours de formation pour les ouvriers du bâtiment, un musée antireligieux, puis un musée local. Le bâtiment a été placé sous la protection de l'État, et des travaux de restauration ont été réalisés en 1959 et 1961. Jusqu'en 1999, il abritait les fonds du Musée de l'histoire de la Bouriatie.

Le 31 mars 1992, une paroisse orthodoxe a été enregistrée auprès de la cathédrale et l'aménagement du territoire a commencé. Le 1er août 1995, un décret a été émis pour transférer la cathédrale à l'Église orthodoxe russe. Le 23 mai 1996, six cloches ont été installées dans le clocher.

Depuis 1997, un pèlerinage est organisé chaque année pour célébrer l'icône de Smolensk de la Mère de Dieu, partant de l'église de la Sainte-Trinité vers la cathédrale. Le 30 octobre 1999, l'icône de la Mère de Dieu « Odigitria » a commencé à suinter de l'huile. Le 20 décembre 1999, le bas-côté a été transféré à la paroisse au nom de l'Épiphanie du Seigneur, où, pour la première fois en 70 ans, une Divine Liturgie a eu lieu le 26 mars 2000. En septembre 2004, le haut-côté de la cathédrale a été consacré.

La composition de la cathédrale est un modèle à deux étages, où l'escalier, le clocher, la salle à manger, le temple et l'abside sont alignés sur l'axe longitudinal. Leurs volumes créent un organisme unique de 47,70 × 13,20 m. Les parties élevées de la cathédrale contrastent entre elles, créant une tension dynamique. La composition de la cathédrale remonte à l'architecture cultuelle du Nord-Est de la Russie à la fin du XVIIe siècle et unit l'église et le clocher. C'est ainsi que toutes les églises en pierre de Transbaïkalie ont été construites jusqu'au milieu du XIXe siècle.

La structure intérieure du bâtiment se manifeste dans son apparence extérieure. Le rez-de-chaussée était destiné à l'église d'hiver, tandis que l'étage supérieur était pour l'été. L'entrée dans le temple supérieur se faisait par le deuxième étage du clocher, et dans le bas, par le premier étage des côtés nord et sud. Cette construction empêchait l'entrée d'air froid, ce qui était courant en Sibérie.

La base de la composition repose sur l'interaction des volumes élevés du clocher et de l'église, reliés par la salle à manger. Bien que le clocher soit plus haut, leurs volumes sont équilibrés en masse et en silhouette. Le sommet du clocher s'élève vers le ciel, tandis que la finition en étages de l'église est plus calme et élégante. La salle à manger unit et retient la dynamique des volumes élevés.

Le dôme en forme de casque se transforme en base pour une coupole baroque et se termine par une flèche étroite avec une croix. Après la reconstruction, la flèche est devenue plus élancée, avec une légère expansion en bas. Les différences dans les parties supérieures de l'église et du clocher ont été accentuées.

La décoration des fenêtres est liée à la sculpture sur bois, dont les motifs ont été transférés sur les façades en brique. L'architecture de la cathédrale présente des éléments du style artistique du Nord-Est de la Russie à la fin du XVIIe siècle, influencés par la culture ecclésiastique de l'Ukraine et de la Biélorussie. De nouveaux éléments sont ajoutés aux traditions du XVIIe siècle : volutes et éléments d'ordre simplifiés. Les formes baroques sont particulièrement visibles dans la finition du clocher après la reconstruction des années 1870, répétant les formes du baroque de l'époque de Pierre le Grand.