Après la fermeture des cathédrales de l'Assomption et de Saint Vladimir, la cathédrale de la Protection a pris le rôle de principal temple d'Astrakhan, située dans la partie nord de la ville, de l'autre côté de la rivière Koutoum. Au XIXe siècle, ce territoire était considéré comme une périphérie éloignée, où s'établissaient des paysans d'État contraints de cultiver des terres salées de la steppe de Boldino. L'aménagement complet et la construction de la zone n'ont commencé qu'après un grand incendie en 1858, lorsque la partie de Zakoutoum de la ville a dû être reconstruite. De nombreux tonneliers, charrons et forgerons y ont été relocalisés. Les anciens temples sont devenus trop petits pour la population locale croissante, et il est devenu évident qu'un nouveau grand temple était nécessaire dans le centre de Selenie, comme on appelait alors ce quartier. L'initiateur de la construction de la cathédrale était le célèbre marchand astrakhanais Ivan Ivanovitch Goubine, qui a pris en charge la majeure partie des dépenses, s'élevant à près de 95 000 roubles. En remerciement pour sa contribution et son aide à l'aménagement du temple, Goubine a été élu à vie ancien de l'église.

Le temple en briques rouges est réalisé dans un style éclectique avec une architecture originale et des motifs orientaux subtils, ce qui lui confère une couleur locale. Le grand dôme en forme de tambour est aujourd'hui doré, ce qui correspond aux goûts modernes, alors qu'auparavant il était gris et s'harmonisait avec la brique rouge du bâtiment. La flèche polygonale du clocher, qui est devenue bleue après la restauration, ne s'harmonise pas avec le sommet doré de la cathédrale. Il aurait fallu être plus prudent dans le choix des couleurs. Ces rénovations de l'apparence extérieure ont été effectuées à la cathédrale de la Protection pour le 450e anniversaire de la ville, et la reconstruction avait plutôt un caractère cosmétique.

La cathédrale de la Protection a eu plus de chance que de nombreux autres temples astrakhanais. Elle n'a pas été saisie par les rénovateurs, l'archevêque Philippe Stavitski, connu pour sa lutte contre le rénovatisme, y a officié et y a été enterré, n'échappant pas aux prisons et aux exils durant l'époque soviétique. Le temple a été fermé seulement pendant 9 mois en 1941, tout en conservant son intérieur intact : des fresques, un iconostase, des reliques, une ancienne icône de la Protection de la Sainte Vierge et un reliquaire avec une parcelle du Saint Arbre de la Croix du Seigneur ont été préservés. Pendant ce temps, le bâtiment a été utilisé comme entrepôt de sucre. En 1942, les prières ont de nouveau résonné dans le temple.