Przez cały rok 1828 trwało przygotowywanie fundamentów pod budowlę, do 1829 r. ukończono sobór do poziomu frontonów portyków. W 1830 r. przystąpiono do wznoszenia centralnej kopuły. Wskutek błędu w obliczeniach 16 kolumn, na których posadowiono kopułę, zaczęło pękać. Prace nad jej wznoszeniem zakończył inżynier Piotr Bazen; architekt Stasow został odsunięty przez cara od robót za popełniony błąd. Kopuła była gotowa w końcu 1832 r., jednak w końcu lutego 1833 r. zniszczyła ją burza. Ponowne śledztwo wykazało dalsze błędy w projekcie Stasowa. Nowy projekt kopuły przygotował Bazen. W 1835 r. zbudowano elewacje soboru. Dekoracje we wnętrzu budynku wykonał Timofiej Miedwiediew, malarz cerkiewny z Jarosławia. Poświęcenie gotowej budowli miało miejsce 25 maja 1835 r., a główny ołtarz konsekrował metropolita moskiewski i kołomieński Filaret.
W 1886 r. na placu przed soborem ustawiono Kolumnę Chwały, mającą upamiętniać zwycięstwo Imperium Rosyjskiego nad Imperium Osmańskim w X wojnie rosyjsko-tureckiej.