На рубеже XIX и XX веков Ялта была известна как "летняя курортная столица". Основатели Ялтинского собора Александра Невского, торжественно освященного 1 декабря 1902 года, верили, что новый храм станет украшением города и символом преданности граждан великим идеалам русского народа. Средства на строительство собора собирали всем миром.

Возведение собора связано с трагической гибелью российского императора Александра II, Освободителя. При императоре Александре III, известном как Миротворец, по всей России строились соборы в честь Святого князя Александра Невского, небесного покровителя погибшего императора.

Проект храма был утвержден лично Александром III. Государь, обладавший русской душой и глубокой религиозностью, выбрал проект известного крымского архитектора П. К. Теребенева. Храм, квадратный в плане, двухъярусный, с пятью куполами разной величины и трехъярусной колокольней, имеет открытые наружные галереи и обилие русского узорочья. Он напоминает лучшие московские храмы XVII века.

Планировку строительной площадки и общее руководство строительством взял на себя военный инженер и ученый А. Л. Бертье-Делагард, а надзор за возведением собора поручили архитектору Н. П. Краснову. Собор состоит из двух церквей: нижней, во имя Святого Великомученика Артемия, вместимостью 600-700 человек, и верхней, главной, во имя Великого князя Александра Невского, вмещающей 1000-1200 человек. На юго-восточной стороне храма находится мозаичный образ Святого Александра Невского работы венецианского художника Антонио Сальвиати. Во втором ярусе по бокам центральной колокольни размещены образы Святых Феодосия и Антония. Над главным входом изображен Иисус Христос. В храме установлены образы Благоверного князя Александра Невского и святителя Николая, выполненные по архивным фотодокументам.

На освящении собора в декабре 1902 года присутствовал император Николай II со своей свитой.

В послевоенные годы в соборе неоднократно служил святитель Лука, В. Ф. Войно-Ясенецкий. С начала 50-х годов настоятелем был его друг и сподвижник, митрофорный протоиерей Михаил Семенюк. Богослужения, возобновленные во время Великой Отечественной войны, продолжаются до сих пор. Собор не только один из красивейших храмов Крыма, но и памятник отечественной истории, связанный с именами трех последних русских императоров, которые способствовали возвышению православной веры, народному просвещению и благоустройству государства.

В 2002 году исполнилось 100 лет со дня освящения собора Александра Невского. К этой дате, по благословению митрополита Симферопольского и Крымского Лазаря и при поддержке городской администрации, проводились работы по золочению куполов, реставрации росписи и иконостаса.

В настоящее время в соборе ежедневно проходят богослужения. С 1995 года при храме действует общеобразовательная школа, в которой обучаются около 100 детей.