Закладку храма совершил 17 октября 1846 год настоятель гатчинской дворцовой церкви протоиерей Александр Окин в присутствии императора. Финансирование строительства производилось на государственные средства. Строительство собора завершилось летом 1852 года. Собор стал композиционным центром города, улица, ведущая к нему, стала называться Соборная. Храм принадлежит Гатчинской епархии Русской православной церкви, является центром Гатчинского благочиннического округа.