Место под строительство собора освятил митрополит Волоколамский и Юрьевский Питирим (Нечаев) в августе 1990 года. Из-за нехватки финансовых средств, к строительству смогли приступить только в 1992 году. Освящение построенного собора состоялось 7 января 1995 года в праздник Рождества Христова.
Храм выполнен в древнерусской традиции, с использованием композиционных приемов, восходящих к культуре Новгорода. В плане подобных храмов, как правило, использовался символ креста, так называемый "квардифолий" или "четырех лепестковый план", перекрытый куполом, символизирующим Христа Пантократора (Вседержителя), приемлющего под Свою сень всех страждущих и воплощающую идею единения во Христе.

В октябре 1997 года, в нижнем помещении храма начались работы по устройству храма Воскресения Словущего. 4 апреля 1998 года в день Похвалы Пресвятой Богородицы нижний храм был освящен в часть праздника Обновления храма Воскресения Христова в Иерусалиме в 355 году после обретения Святой равноапостольной царицей Еленой Честного Креста Господня. Сейчас в нижнем храме проводятся ранние воскресные богослужения и крещения.

В первоначальном архитектурном варианте Кафедральный собор существовал до конца 2002 года. В 2001 году, начались работы по реконструкции и расширению собора.

Обновление собора, в так называемом "неорусском стиле" не только увеличило зальное пространство храма, здесь разместились хоры для певчих, былую звонницу заменила увенчанная золотым куполом колокольня.

Чтя память о трагедии, происшедшей 20 августа 2003 года — гибели в авиакатастрофе губернатора Сахалинской области И.П. Фархутдинова и четырнадцати других руководителей области, в Воскресенском кафедральном соборе воздвигнут мемориал-памятник с поклонным крестом.