En 1552, un incendie s'est déclaré à Kargopol, après quoi un nouveau centre de la ville, la place de la cathédrale, a commencé à se former. La construction de la cathédrale en l'honneur de la Nativité de notre Seigneur et Sauveur Jésus-Christ a duré dix ans, et elle a été consacrée en 1562. À l'emplacement de la cathédrale se trouvait auparavant une église en bois dédiée au même saint, et l'incendie n'a fait qu'accélérer la décision des Kargopoliens de construire un temple en pierre. Ils n'ont pas lésiné sur les moyens pour cette œuvre pieuse et ont invité des maîtres, probablement de Novgorod.

Ainsi, Kargopol a vu apparaître le premier temple en pierre, l'un des premiers dans le Nord russe. La cathédrale de la Nativité du Christ reste encore peu étudiée. L'hypothèse sur l'origine novgorodienne de ses bâtisseurs n'est pas encore confirmée, mais repose sur un examen superficiel. L'historien A. G. Melnik note que le type de maçonnerie mixte de la cathédrale est caractéristique de l'architecture novgorodienne de l'époque. Les éléments architecturaux du monument sont réalisés dans le style novgorodien, et des détails tels que les corniches fines, les angles coupés des piliers de l'autel et la décoration du portail sud indiquent la main des maîtres novgorodiens. Cependant, ces maîtres ont été influencés par l'architecture moscovite et moyen-russe.

En 1765, un autre incendie, connu sous le nom de "grand", s'est produit à Kargopol. Le feu était si puissant que, selon les témoins, "les bûches volaient de l'autre côté de la rivière". La construction en bois de la ville a complètement brûlé, et les bâtiments en pierre ont également été endommagés, y compris la cathédrale de la Nativité du Christ, dont les dômes ont brûlé et les murs ont été endommagés.

La cathédrale est restée sans réparation pendant cinq ans, le temps que les paroissiens collectent des fonds pour sa restauration. Les travaux ont commencé en 1770 et se sont achevés seulement vingt-huit ans plus tard, bien que le maître-autel ait été à nouveau consacré en 1778. Au cours de cette longue restauration, la cathédrale a acquis des caractéristiques qui se sont conservées jusqu'à nos jours.

En 1936, la cathédrale a été transférée au musée-réserve historique, architectural et artistique de Kargopol. Aujourd'hui, ses murs sont peints en blanc, et il ne reste qu'un petit fragment de fresques médiévales sur le côté ouest. Les icônes qui subsistent sont celles qui ont été installées après 1765. Un élément inhabituel de la construction extérieure est une poutre en fer en forme de main, dépassant du tambour central en pierre, à laquelle était fixée une chaîne pour soutenir le candélabre central (le candélabre lui-même a disparu lors de la fermeture de la cathédrale).

Avec le temps, le bâtiment de la cathédrale s'est enfoncé dans le sol de près d'un mètre.