Воскресенский военный собор стал первым кирпичным зданием в Омске. Его строительство было разрешено Тобольской духовной консисторией 18 апреля 1769 года и завершилось в 1775 году.

Закладка храма состоялась в день Воскресения Христова в 1769 году, который стал престольным праздником собора. Возведением занимались братья Козьма и Иван Черепановы из Тобольска. Храм подчеркнул значение Омской крепости как центра христианской культуры. 21 сентября 1773 года в новом храме освятили престол в честь преподобного Сергия Радонежского Чудотворца, а 29 сентября, главный престол в честь святой великомученицы Екатерины, покровительницы императрицы.

Собор служил культурно-просветительским и благотворительным центром Омска. При нем находилась крупнейшая в городе церковная библиотека, которая в 1908 году насчитывала 1875 томов. В советское время богослужения прекратились, и в 1920-е годы здание передали омскому комсомолу под клуб. В 1958 году Воскресенский собор был разобран.

Восстановление началось в феврале 2016 года и завершилось в декабре того же года.