В 1802 году Петр Евдокимович Демидов начал строительство нового каменного трехпрестольного собора с каменной колокольней севернее старого деревянного храма.
Завершение строительства и освящение храма произошло в 1820 году.
Первоначально внешняя часть храма была выдержана в стиле «русского барокко». В 1850-х годах храм был расширен и перестроен в типично классическом стиле XIX века. Первоначальная постройка не сохранилась.
