Покровский храм был построен в Красноярске в начале каменного строительства после крупного пожара, уничтожившего значительную часть города. Более ранние каменные сооружения не сохранились, поэтому храм считается старейшим каменным зданием города. Первая деревянная церковь в честь Покрова Пресвятой Богородицы появилась в Красноярске в середине XVII века, вскоре после основания острога. Она находилась недалеко от нынешнего храма. Деревянная церковь несколько раз горела и перестраивалась, а город продолжал расти. Пожар 1773 года был особенно разрушительным, уничтожив целые районы с жилыми домами, каменными постройками и храмами. После этого было решено строить ключевые здания из камня для лучшей защиты от огня. Каменное строительство в Красноярске началось немного раньше, в 1759 году был заложен кафедральный Воскресенский собор, который строился более десяти лет. Медленные темпы объясняются тем, что каменное зодчество в восточной Сибири было новшеством, и мастеров было мало. Собор строили каменщики из Енисейска, но специалистов все равно не хватало. Понимая, что каменного Покровского храма придется ждать долго, прихожане попросили архиепископа Тобольского Варлаама Петрова разрешить построить временную деревянную церковь, которую позже заменят каменной. Архиепископ согласился, и церковь была построена. Каменный храм заложили только в 1785 году и закончили через десять лет, спустя почти четверть века после пожара.

Деревянная Покровская церковь имела необычную судьбу. В 1790 году, после освящения приделов каменного храма, её перенесли и переосвятили в честь Благовещения Пресвятой Богородицы. Позже её снова перенесли и переосвятили, теперь она стала Всехсвятской. Церковь могла быть перенесена и в третий раз, но сгорела, послужив прообразом для трех каменных церквей в Красноярске. Известно, что это была шатровая церковь с трапезной и колокольней на одной оси. Каменную Покровскую церковь строили рядом с деревянной. Средства на строительство собирали всем миром, многие помогали не только деньгами, но и трудом. Руководил работами отставной дворянин Михаил Юшков, который считался главным архитектором храма, хотя это скорее коллективное творение. Юшкова и церковного старосту Даниила Черкасова больше всего занимал подбор персонала, так как Красноярск был полностью деревянным, и каменщиков в городе не было. Мастеров выписали из Енисейска, где уже строили в камне. Строительство шло медленно, и в 1790 году освятили боковой Петропавловский придел, а затем Никольский. Тогда же деревянную церковь перенесли, и приход “переселился” в новый храм. На завершение работ понадобилось ещё пять лет, и главный престол был освящён в июне 1795 года. Первоначально его предполагалось сделать Богоявленским, но голосование прихода определило его как Покровский. Храм славился резным иконостасом, выполненным Фёдором Ушаковым, который сохранялся до середины XIX века. Облик Покровского храма изначально отличался от современного.

Согласно клировой ведомости 1813 года, это была одноэтажная церковь с двумя приделами и колокольней, каменная, с длиной и шириной, измеряемыми в саженях. В 1826 году деревянную ограду заменили на каменную с деревянными решётками, которые позже стали железными. Первоначально западным фасадом всего храма был фасад колокольни с крытым каменным крыльцом. В 1840-х годах крыльцо разобрали, устроили притвор, и трапезную расширили, обступив колокольню. Новые пристройки декорировали, подражая деталям первоначального объёма, и границу между старой и новой частями стен определить сложно. Старые стены оштукатурили, и появились наружные фрески, уничтоженные пожаром 1881 года. После расширения церкви позолотили все её девять главок. В XIX веке храм был расписан, но сохранился только один фрагмент с изображением Покрова Божией Матери. Остальные росписи закрасили в середине XX века. В 1845 году старый иконостас продали, и его место занял новый с позолотой. В 1871 году храм расширили, так как места стало не хватать. Купец Н. Гадалов дал более 10 тыс. рублей на работы, которые продвигались быстро. Храм стал просторнее, а над входом появилась новая икона Покрова Божией Матери.

Многие храмы Сибири закрыли позже, чем в Центральной России, где в 1918 году началось наступление на религию. В 1922 году вышло решение об изъятии церковных ценностей, и власти Красноярска начали его выполнять. В мае добрались до Покровского храма, где изъяли более 23 пудов серебра. Несмотря на разграбление, храм оставался действующим ещё более десяти лет. В 1935 году его закрыли и передали горкоммунхозу. К началу Великой Отечественной войны в Красноярской епархии не осталось ни одного действующего храма. В 1944 году, после письма верующих, власти разрешили открыть Покровский храм. Верующие восстанавливали церковь, и она открылась 8 мая 1945 года, став главным храмом епархии.

В 1950-е годы интерьер храма сильно изменился. Настенную живопись закрыли штукатуркой, украсив лепниной с растительным орнаментом. Лепные элементы смотрятся необычно, но красиво, обрамляя иконы и своды. В 1961 году Покровский собор снова закрыли. Действующей осталась кладбищенская Троицкая церковь, а собор использовали как мастерские и выставочный зал. В 1989 году храм вернули верующим. Покровский храм относится к енисейской школе сибирского барокко. Высота храма с крестом 32 метра, колокольни 36 метров. Длина по центральной оси более 40 метров. На колокольне 10 колоколов, туда ведёт лестница. При церкви есть хозяйственные постройки, в одной из которых освящён небольшой крестильный храм. Храм увенчан девятью главами.