Le temple, construit entre 1762 et 1774 dans le style narichkin, a été érigé grâce aux fonds des habitants de Palekh et des villages environnants par le maître Egor Dubov. Après la révolution de 1917, le temple a été fermé et transformé en musée. Le dernier prêtre, le protodiacre Ioann Rojdestvenski, désormais reconnu comme saint, a été arrêté et exécuté.

En 1993, le temple a été remis à l'Église orthodoxe russe et est devenu une dépendance du monastère de Nikolo-Shartomski. En 2012, il est passé sous la juridiction de l'évêché de Kinechma et a obtenu le statut de cathédrale.

L'église a une structure à quatre piliers. Le niveau d'attique bas répète en plan la partie centrale de la base du temple. Le mur oriental de l'autel avec un toit conique est arrondi. L'espace intérieur du temple est organisé selon une symétrie axiale longitudinale avec un plafond supérieur en forme de loggia. Les éléments décoratifs du temple sont caractéristiques du baroque russe : les fenêtres sont ornées dans différents styles, avec des linteaux semi-circulaires, des décorations de fenêtres avec des oreilles et des tabliers. Le clocher est décoré d'un motif en losange et de niches à plusieurs niveaux avec des carreaux. Le haut socle du temple est décoré d'une étroite ceinture de bordure. Les formes architecturales sont soulignées par des colonnes isolées et leurs faisceaux.

Les fresques du début du XIXe siècle sont réalisées dans une technique mixte avec du graffiti. Elles ont été créées par des maîtres moscovites P. et M. Sapojnikov et des maîtres palekh A. Beliaev et S. Vecherin. Les fresques ont été à plusieurs reprises mises à jour et restaurées. Les tons principaux sont doux et pastel. Le programme iconographique est typique de l'époque de la construction du temple : les compositions sont carrées et rectangulaires, empruntées à des gravures allemandes, avec des modifications qui rendent les images plus en relief et simplifiées.

La peinture d'icônes de Palekh se distingue par le mélange des traditions, des visages de saints similaires et des espaces colorés, une maîtrise professionnelle du dessin et une composition multiforme. L'iconostase, réalisée au début du XXe siècle dans l'atelier samaritain des frères Belousov, est stylisée comme une iconostase baroque du XVIIIe siècle. Elle contient des icônes tardives et plusieurs originaux de cette époque.

Parmi les autres icônes, se distingue « Le Sauveur dans la puissance » du XVIIIe siècle avec un fond géométrique symbolisant le monde terrestre et céleste. Dans les médaillons de l'icône de la Vierge de Smolensk, sont représentées les icônes de Kazan et de Vladimir, ainsi que des icônes de fêtes religieuses et de saints. Un sujet rare est remarquable : « L'échelle de l'ascension divine » selon le livre de Jean Climaque. Une sculpture en bois « Christ dans la prison » d'un maître local, interprétant les « dieux de Perm », a également été conservée.