Храм является древнейшим зданием Саратова. Он был заложен по благословению митрополита Астраханского и Терского Парфения в 1674 году, долгое время являлся кафедральным собором Саратовской епархии. После пожаров храм неоднократно перестраивался, свой окончательный облик в стиле «нарышкинского» барокко он приобрёл в 1723 году.
В 1937 году храм был закрыт, в 1942 году передан верующим в аренду, а в 1947 году окончательно возвращен Саратовской епархии.