Entre 1641 et 1646, après que la ville d'Orel ait été incendiée par les Polonais et les Lituaniens, la reconstruction a commencé, au cours de laquelle une église a été construite en l'honneur de l'Épiphanie du Seigneur sur le site du Grand Ostrog. Au fil du temps, une cathédrale masculine de l'Épiphanie a vu le jour à ses côtés.

Après l'incendie de 1680, l'église a été déplacée à un verst en aval de l'Oka et est devenue paroissiale. Le bâtiment en pierre de la cathédrale de l'Épiphanie à Orel a été érigé au début du XVIIIe siècle, comme le confirment ses formes architecturales. L'aspect original du bâtiment, préservé dans des dessins et des photographies, était élancé et richement décoré, appartenant au style « baroque narychkine », populaire parmi les boyards proches de la cour impériale.

En 1837, la cathédrale a subi une reconstruction majeure, résultant en l'apparition d'abside massives et de nouveaux portiques néoclassiques, bien que les parties principales du bâtiment et le clocher soient restés inchangés. En 1900, il a été reconnu que le clocher menaçait de s'effondrer, et il a été démoli. En 1908, la construction d'un nouveau clocher avec deux tours dans le style pseudo-russe, qui dominait l'architecture russe à la fin du XIXe et au début du XXe siècle, a commencé. Les étages du clocher étaient décorés de kokoshniks et de petites coupoles.

Depuis 1900, le prêtre Ilia Vassilievitch Livanski était le recteur de l'église, et en 1906, il est devenu président de la Société historique et archéologique de l'Église d'Orel.

En 1939, le clocher de la cathédrale de l'Épiphanie a de nouveau été détruit. Pendant la guerre, un petit octogone aveugle et une coupole avec une croix ont été abattus. En 1948, la cathédrale était sous la direction des croyants, et la préparation des travaux de réparation et de restauration a commencé. En 1952, une nouvelle coupole a été installée, et en 1956, un artiste moscovite a partiellement décoré la salle à manger de l'église. En 1957, l'ancienne peinture du volume principal a été restaurée.

En 1964, la cathédrale a été réaménagée en théâtre de marionnettes de la ville, pour quoi la coupole de l'église a été démontée, les croix enlevées et l'espace sous la coupole recouvert d'un plafond plat.

En 1994, la cathédrale a été remise à la communauté des croyants, et le 6 avril 1996, elle a été consacrée par l'archevêque d'Orel et de Liouben Païsi.