Главное сооружение, находившееся на центральной площади Царского Села. Собор построен в 1835-1840 годах по проекту виднейшего мастера так называемого русско-византийского стиля К.А.Тона. Этот стиль господствовал в архитектуре 50-х годов XIX столетия. Собор создан одноэтажным, с подвалом. В подвале размещались ризница, кладовая и склеп для умерших. Тут находились могилы генерала Я. В. Захаржевского и протоиерея собора Иоанна Александровича Кочурова. Длина собора, рассчитаного на 2000 прихожан, была 18, а ширина - 14 саженей. Главный вход был обращен на запад в сторону нынешнего музея Царского Села. Стены по цоколю и три крыльца - западное, северное и южное - были облицованы специальными плитами. Отдельные входы с восточной стороны вели в алтарь и подвал. На главных входах с арками располагались барельефы и лепные изображения святых и ангелов.

Со всех сторон собор был оштукатурен и выбелен. Окна устроены в цоколе, по три на каждой из сторон в алтаре и на хорах. Кровля, покрытая медью - четырехскатная без подзоров. Главы собора установлены на фонари и увенчаны восьмиконечными вызолоченными крестами. Внутри собор украшали иконы работы известных петербургских художников А.Е.Егорова, Ф.П. Брюллова, Ф. А. Бруни и итальянца П. Веронезе, а также высокий пятиярусный резной позолоченный иконостас. Для совершения обрядов использовалось богатейшее собрание предметов христианского культа, подаренных частными лицами и служителями церкви. Пятиглавый крестово-купольный храм окружал большой сквер с площадкой, на которой в установленные дни проводились церковные празднества. Справа от главного входа находилась деревянная колокольня. Большой колокол собора имел вес 286 пудов.

После освящения храма 24 ноября 1840 года в присутствии Николая I и цесаревича Александра Николаевича площадь стала называться Соборной. В 1894 году архитектором С.А.Данини культовое сооружение, пострадавшее от пожара Гостиного Двора 1862 года, было реставрировано, в первую очередь купола. Внутри собор расписали темными колерами.

В 1939 году собор снесли. До 2004 года на площади стоял памятник В.И. Ленину. В 2008 - 2010 собор воссоздан и открыт в честь 300-летия города