Après le terrible incendie de 1810, qui a détruit l'église du Prophète Élie à l'usine d'Ijevsk, il a été décidé de construire un nouveau temple. Un an plus tard, l'architecte Semyon Emelyanovich Doudine, le premier architecte professionnel d'Ijevsk, a proposé un projet d'une grande cathédrale à trois autels. Cependant, son projet avec trois autels et des clochers a été rejeté en raison de son excessive opulence et de son coût élevé. À la place, les autorités de Saint-Pétersbourg ont recommandé d'utiliser le projet de la cathédrale d'André à Kronstadt, créé par l'architecte Andreyan Zakharov, comme modèle. Doudine l'a adapté aux conditions locales et aux possibilités financières limitées, simplifiant la structure et remplaçant les éléments moulés par des éléments en granit. La construction a été financée par le département d'artillerie du ministère de la Défense, car la cathédrale était destinée à l'usine d'armement. L'empereur Alexandre Ier a également contribué à la construction de la cathédrale Alexandre Nevski, qui a duré de 1816 à 1823. Le principal autel a été consacré en l'honneur de saint Alexandre Nevski, le sud en l'honneur de sainte Catherine, le nord en l'honneur de l'icône de Kazan de la Mère de Dieu, et le bas-côté, en l'honneur des saints Vlasiy et Modeste. En 1824, lors de sa visite à l'usine d'Ijevsk, l'empereur Alexandre Ier a inspecté ce plus grand temple orthodoxe de la province de Viatka.

La cathédrale, réalisée dans les traditions de l'architecture classique russe, se distingue encore aujourd'hui au milieu de la construction soviétique du centre d'Ijevsk. Jusqu'au début du XXe siècle, le temple s'intégrait harmonieusement dans l'ensemble urbain, comprenant le bâtiment principal de l'usine d'armement, la colonne triomphale de Mikhailov et la cathédrale Alexandre Nevski, symbolisant les trois piliers de la souveraineté russe : "Pour la foi, le Tsar et la Patrie". Le bâtiment se caractérise par une composition symétrique et une clarté des formes. Le bâtiment, de plan carré, est couvert d'une voûte sphérique sur un tambour. À l'origine, le temple était décoré dans un style classique strict, mais en 1870, ses intérieurs sont devenus plus ornés grâce à la dorure des éléments décoratifs en plâtre et des détails architecturaux. Quatre piliers massifs soutiennent la voûte, et deux arcs de décharge s'ouvrent sur l'autel et la nef principale. La nef principale est séparée des latérales par deux colonnades d'ordre ionique. La couverture au-dessus est réalisée sous forme de voûte en berceau. La croisée du plan est assurée par l'introduction de portiques au sud et au nord, ainsi qu'un troisième sous le clocher du côté ouest de la salle à manger.

La cathédrale Alexandre Nevski est restée longtemps le principal temple paroissial d'Ijevsk, à laquelle étaient rattachées plusieurs chapelles et églises, y compris la cathédrale de Mikhail, achevée en 1907. Une administration a été mise en place pour gérer les écoles, les hôpitaux et les hospices. En 1875, une école du dimanche a ouvert ses portes ici avec 135 élèves.

L'année 1922 a marqué le début d'une page tragique dans l'histoire de l'Église orthodoxe russe. Le décret du 23 février 1922 ordonnait la confiscation des biens ecclésiastiques, y compris les vases liturgiques, sous prétexte d'aider les victimes de la famine dans la Volga. Cette action a également touché la cathédrale Alexandre Nevski. En 1929, la cathédrale a été pillée et fermée, le clocher détruit, et les cloches envoyées à la refonte. À la demande de l'"Union des athées militantes", les services ont cessé, et le bâtiment a été réaménagé en club. À partir de 1930, il a servi de club pour enfants et de cinéma, puis, de musée de l'athéisme. En 1932, le premier cinéma sonore de la république, "Colossus", a ouvert dans le bâtiment. En 1937, le dôme du temple a été démonté, et le bâtiment a été classé parmi les monuments d'architecture de première catégorie.

En 1990, le temple est revenu dans le giron de l'Église. En 1992, des travaux de restauration ont commencé, achevés à la fin de 1993. Un nouveau temple de baptême, une piscine et un clocher temporaire ont été construits. Le 2 janvier 1994, la cathédrale a été réconsacrée, et le premier service a eu lieu à Noël. La principale relique de la cathédrale est l'icône de la Mère de Dieu de Pochaïv.

À côté de la cathédrale se trouve la sépulture d'Andrei Fyodorovich Deryabin, ingénieur minier, qui a joué un rôle important dans la construction de la cathédrale et a dirigé la construction de l'usine d'Ijevsk de 1808 à 1843.