В середине XIX века в Георгиевске существовали деревянные Николаевский собор и Покровская кладбищенская церковь, которые не могли вместить всех желающих. Поэтому 20 февраля 1852 года Общество купцов и мещан Георгиевска решило построить в городе каменный собор и поручило купцам Петрову и Вашкову обратиться с ходатайством в соответствующие инстанции.

В 1850-х годах губернский архитектор Воскресенский разработал Генеральный план Георгиевска, где на базарной площади выделил участок в 900 квадратных сажень для строительства новой каменной церкви с оградой.

В письме городского головы Георгиевска Гавриила Головина в Кавказскую Духовную Консисторию от 9 апреля 1866 года указывалось, что собор будет посвящён святому Иоанну Предтече.

Для строительства собора было собрано 19066 рублей 73 копейки, которые хранились у попечителей. Городское общество начало возведение новой церкви, планируя привлекать дополнительные средства в виде пожертвований.

Первый проект собора, предложенный архитектором Невинским из Пятигорска, был отклонён. По распоряжению губернатора Георгия Властова, Воскресенский создал новый проект, который 5 июля 1867 года был направлен епископу Феофилакту для рассмотрения. Епископ отметил отсутствие помещений для ризницы и пономарки, после чего проект был доработан. В результате собор стал двухпрестольным, а не трёхпрестольным, как изначально планировалось.

6 ноября 1867 года епископ Феофилакт подписал грамоту, благословив начало строительства. Контроль за работами возлагался на архитектора, местного благочинного, протоиерея Димитрия Попова, попечителей и почётных граждан. Закладку храма должен был совершить протоиерей Димитрий Попов.

16 марта 1881 года был подписан Акт об окончании строительства храма, подтверждающий соответствие утверждённому чертежу. 4 апреля епископу Герману был направлен рапорт об этом.

20 октября 1884 года епископ Герман подал в Синод рапорт с просьбой переименовать новый каменный Вознесенский храм в Соборный, а деревянный Николаевский собор сделать приходской церковью. 10 декабря 1885 года указом Синода это предложение было утверждено.

Документы о судьбе Вознесенского собора после революции 1917 года не найдены. Старожилы рассказывали, что после прихода советской власти собор был закрыт и использовался как зернохранилище. Позже, с приходом Добровольческой армии в 1918 году, он вновь открывался, но после инцидента с убийством был окончательно закрыт. Собор, как памятник императору Александру II, не уцелел в годы борьбы с царизмом и религией.

В октябре 2014 года по благословению епископа Гедеона на перекрёстке улиц Горийской и Октябрьской был установлен памятник Вознесенскому собору. Место выбрано так, чтобы памятник был близок к месту, где стоял собор, и гармонировал с городским обликом. Он изготовлен из белого мрамора и чёрного гранита на средства местного благотворителя. Эскиз разработал диакон Владимир Шалманов, а рабочий проект выполнило ООО «Промышленное и гражданское строительство». На монументе размещены мраморные доски с изображениями и пояснениями.