Собор заложен по указу Екатерины II 18 декабря 1786 г. После 1859 г. храм стал кафедральным собором Выборга.
Первоначально храм имел купольную систему, а портик перед главным входом состоял из колонн тосканского ордера. В течение следующего столетия собор менял внешний вид. Так, например, отдельно стоящие колокольня и храм были соединены в одно здание.
На колокольне собора в 1797 г. были установлены башенные часы, однако их бой перебивал звон часов с соседней башни городского полицейского управления. В связи с этим часы были разобраны.