Покровский собор, построенный из камня и имеющий три престола с колокольней, был возведен в 1834 году по благословению епископа Нижегородского и Арзамасского Моисея Близнецова-Платонова. Строительство продолжалось 10 лет и финансировалось за счет пожертвований частных лиц, а также государственных средств, выделенных по указу императора Николая I после обращения жителей города. Общая сумма, потраченная на строительство, составила 72 572 рубля. В соборе было три престола: главный, Покрова Божией Матери, освященный в 1834 году, и два придельных в трапезной части, освященные в 1826 году, в честь Всех святых и святителя Николая Чудотворца.

В 1923 году собор оказался в руках представителей церковного обновленческого раскола. В 1927 году договор между властями и обновленческой общиной был расторгнут из-за малочисленности верующих. В 1931 году Лукояновский горсовет постановил использовать здание бывшего Покровского собора как городской Дом культуры. В 1930-е годы здание собора было разобрано из-за аварийного состояния.