Прежде на месте собора в 1602 г. был построен деревянный храм, который с течением времени пришёл в ветхость. Митрополит Сампсо́н взялся за строительство нового – каменного собора. В качестве архитектора взяли крестьянина Дорофея Мякишева. Основные каменные работы по возведению собора завершились к 1710 г., и верхний, главный храм, был освящён 14 августа 1710 г.