À la charnière des XIXe et XXe siècles, Yalta était connue comme la "capitale estivale des stations balnéaires". Les fondateurs de la cathédrale Alexandre Nevski de Yalta, solennellement consacrée le 1er décembre 1902, croyaient que ce nouveau temple deviendrait un ornement pour la ville et un symbole de dévotion des citoyens aux grands idéaux du peuple russe. Les fonds pour la construction de la cathédrale étaient collectés dans le monde entier.

La construction de la cathédrale est liée à la tragique mort de l'empereur russe Alexandre II, le Libérateur. Sous l'empereur Alexandre III, connu comme le Pacificateur, des cathédrales étaient construites à travers toute la Russie en l'honneur du Saint Prince Alexandre Nevski, le patron céleste de l'empereur décédé.

Le projet du temple a été approuvé personnellement par Alexandre III. Le souverain, doté d'une âme russe et d'une profonde religiosité, a choisi le projet du célèbre architecte de Crimée P. K. Terebenev. Le temple, de plan carré, à deux niveaux, avec cinq dômes de tailles différentes et un clocher à trois niveaux, possède des galeries extérieures ouvertes et une abondance de motifs russes. Il rappelle les plus beaux temples moscovites du XVIIe siècle.

L'aménagement du chantier et la direction générale de la construction ont été confiés à l'ingénieur militaire et scientifique A. L. Berthier-Delagarde, tandis que la supervision de l'édification de la cathédrale a été confiée à l'architecte N. P. Krasnov. La cathédrale se compose de deux églises : la basse, au nom du Saint Grand Martyr Artemius, d'une capacité de 600-700 personnes, et la haute, principale, au nom du Grand Prince Alexandre Nevski, pouvant accueillir 1000-1200 personnes. Sur le côté sud-est du temple se trouve une mosaïque représentant Saint Alexandre Nevski, réalisée par le peintre vénitien Antonio Salviati. Au deuxième niveau, de chaque côté du clocher central, se trouvent les images des Saints Théodose et Antoine. Au-dessus de l'entrée principale est représenté Jésus-Christ. Dans le temple sont installées des images du Bienheureux Prince Alexandre Nevski et de Saint Nicolas, réalisées d'après des documents photographiques d'archives.

À la consécration de la cathédrale en décembre 1902, l'empereur Nicolas II était présent avec sa suite.

Dans les années d'après-guerre, le saint évêque Luca, V. F. Voino-Yasenetsky, a souvent officié dans la cathédrale. Depuis le début des années 50, le recteur était son ami et compagnon, le prêtre mitrophore Mikhaïl Semyoniouk. Les offices, repris pendant la Grande Guerre patriotique, se poursuivent jusqu'à présent. La cathédrale est non seulement l'un des plus beaux temples de Crimée, mais aussi un monument de l'histoire nationale, lié aux noms des trois derniers empereurs russes qui ont contribué à l'élévation de la foi orthodoxe, à l'éducation du peuple et à l'amélioration de l'État.

En 2002, on a célébré le centenaire de la consécration de la cathédrale Alexandre Nevski. À cette date, avec la bénédiction du métropolite de Simferopol et de Crimée Lazare et avec le soutien de l'administration municipale, des travaux de dorure des dômes, de restauration des fresques et de l'iconostase ont été réalisés.

Actuellement, des offices ont lieu quotidiennement dans la cathédrale. Depuis 1995, une école d'enseignement général fonctionne près du temple, où environ 100 enfants sont scolarisés.