La cathédrale de la Protection de la Sainte Vierge a été consacrée par le rite sacerdotal le 11 avril 1993. Plus tard, le 4 décembre 2010, l'Évêque de Saratov et de Volsk, Longin, a célébré le rite de la Grande consécration. Le bâtiment de la cathédrale, construit en 1880 selon les plans de l'architecte Alexeï Markovitch Salko, a remplacé une église en pierre en ruine.

En 1736, dans les environs de Petrovsk, il existait un monastère de jeunes filles de la Protection, dont la date exacte de fondation est inconnue. En 1764, le monastère était situé près de la forteresse de la ville. Des prêtres et des employés d'église y servaient, y compris un prêtre, un diacre et d'autres. Dans l'inventaire, il était noté que 32 sajenes de pierre et 70 000 briques avaient été préparées pour la construction d'une nouvelle église en pierre, mais des fonds supplémentaires étaient nécessaires. Par décret de Catherine II, le monastère a été dissous, et une petite église en pierre est devenue paroissiale. En 1880, à sa place, une église en briques avec un clocher a été construite selon le projet de Salko, grâce aux dons et au soutien de la société de Petrovsk. Les marchands Tikhomirov, Novichkov et Shvetsov ont participé activement à la construction. L'église avait trois nefs, mais les documents historiques ne contiennent pas d'informations sur la consécration des chapelles.

En 1937, l'église a été fermée, les valeurs ecclésiastiques ont été saisies, et la communauté a été exilée en Sibérie. Le bâtiment a été utilisé comme entrepôt et est resté vacant. Jusqu'en 1995, un centre de radiodiffusion était situé dans le clocher. En 1960, les dômes ont été détruits, ce qui a entraîné des dommages aux structures porteuses. Au moment de la remise de l'église à l'Église orthodoxe, les murs s'étaient partiellement effondrés, et les voûtes et les arcs étaient dans un état d'urgence.

En 1989, un groupe a été créé pour restaurer l'église de la Protection, un compte bancaire dédié a été ouvert. L'archevêque Pimen y a envoyé un prêtre. En 1993, l'autel de l'église a été consacré par le rite sacerdotal. Le complexe, comprenant l'église, la maison paroissiale et l'ancienne librairie ecclésiastique, a été remis à l'Église orthodoxe. Le 13 octobre 2009, l'église a reçu en don une icône « Assemblée des saints de la terre de Nizhny Novgorod » avec les reliques des saints de Diveyevo et de saint Séraphim de Sarov. Le 4 décembre 2010, l'Évêque Longin a célébré le rite de la Grande consécration de l'église.