En 1882, une église en l'honneur de saint Alexandre Nevski a été construite pour les colonies industrielles en pleine expansion autour de l'usine de Sormovo. Cependant, Sormovo continuait de s'étendre, et à la fin du XIXe siècle, plus de 10 000 personnes travaillaient à l'usine. La petite église ne pouvait plus accueillir tous les fidèles, surtout lors des jours de fête. Le 29 mars 1898, les bienfaiteurs des écoles paroissiales des usines de Sormovo ont décidé de commencer à élaborer le projet d'un nouveau temple. La construction de la cathédrale, selon le projet de l'architecte Pavel Malinovski, a été approuvée. Le 17 décembre 1899, un comité de construction spécial a été créé pour la construction de la cathédrale à Sormovo, dirigé par F. A. Foss, et une collecte de dons a commencé parmi les ouvriers.

Le 8 septembre 1900, la pose solennelle des fondations du temple a eu lieu, et en 1905, l'autel principal a été consacré.

Le temple était prévu pour plus de deux mille fidèles, et par la suite, sa capacité a été augmentée. À l'intérieur du temple principal, un iconostase sculpté à six niveaux a été installé, surmonté d'une croix en fer à huit branches, et sept marches en marbre menaient aux Portes Royales depuis la salle de prière. Le complexe de bâtiments comprenait la maison du clergé, un baptistère et plusieurs constructions utilitaires.

En 1927, la cathédrale a été fermée, son toit a été enlevé et les objets liturgiques ont été confisqués. Il était initialement prévu de la faire exploser, mais à la place, un foyer culturel pour enfants a été ouvert dans le bâtiment, et plus tard, un entrepôt et un réfrigérateur y ont été installés. Ce n'est qu'en 1990 que le temple a été restitué à l'Église orthodoxe russe et a ensuite été restauré.