Строительство Благовещенского собора в Тюмени началось по указу Петра I в 1700 году и велось за государственный счет, завершившись в 1704 году. Собор располагался на высоком берегу реки Туры, напротив здания Городской думы, ныне краеведческого музея, и служил духовным символом города. Он был уникален своим внешним и внутренним убранством, заслуженно считался жемчужиной Сибири и Патриархом белокаменного зодчества. Внешние стены собора были украшены ребристой цветной керамической плиткой, а внутренние, керамической виноградной лозой, символизирующей любовь к Богородице. В июле 1932 года, в период гонений на Церковь, собор был взорван, и, по некоторым данным, несколько христиан, защищавших его, погибли.

В 1997 году началась работа по восстановлению собора в сквере "Депутатов" в Тюмени. 19 декабря 2001 года был воссоздан приход в честь Благовещения Пресвятой Богородицы, и с тех пор там регулярно проводились акафисты и крестные ходы. 15 апреля 2004 года Архиепископ Тобольский и Тюменский Димитрий освятил поклонный крест и участок земли под строительство собора. 20 сентября 2004 года на участке был установлен небольшой деревянный храм, а в ноябре 2005 года было принято решение о предоставлении земли для восстановления собора на один год.

В октябре 2006 года, одновременно с обретением мощей святителя Филофея Лещинского, митрополита Тобольского и Сибирского, появились попечители и было получено разрешение на строительство. 7 апреля 2007 года состоялось освящение и забивка первой сваи под строительство собора. 20 октября 2007 года в алтарную стену были заложены кирпичи из фундамента взорванного собора.

7 апреля 2009 года, в праздник Благовещения Пресвятой Богородицы, после торжественной литургии, в присутствии прихожан, строителей и жителей микрорайонов, Архиепископ Димитрий освятил кресты и был поднят купол на колокольню. К июню 2009 года строительство здания собора было почти завершено, купола готовы к монтажу, но работы временно приостановили.

20 февраля 2018 года в Тюмень доставили 13 колоколов для собора, самый большой весит 3 тонны, а общая масса составляет около 5 тонн. Колокола были отлиты в Челябинской области, а строительство собора финансируется исключительно за счет благотворителей.