В коллекции открыток с видами города мемориального Дома-музея Владимира Русанова хранится открытка с видом на Ахтырский переулок города Орла.
Согласно преданию, еще в XVI веке на месте собора стояла Пятницкая церковь. Благодаря ей местность, прилегающая к церкви, получила название Пятницкой слободы. К концу XVIII века церковь значительно обветшала, ее пришлось разобрать, и встал вопрос о строительстве нового храма. Осуществилось строительство при следующих обстоятельствах. В 1773 году торговавший лошадьми в городе Ахтырке (Харьковская губерния) орловский купец Константин Семёнович Пастухов получил исцеление от многолетней болезни по молитве перед чудотворной Ахтырской иконой Божией Матери, прославившейся в то время многочисленными чудесами и почитаемой по всей России. Для нее был построен величественный каменный собор в Ахтырке. Вернувшись в Орёл, Константин Семёнович обратился к епархиальному начальству за благословением на постройку каменного храма в честь Ахтырской иконы Божией Матери на Пятницком погосте. Разрешение было получено, и в том же году приступили к строительству храма. В 1775 году церковь была построена и освящена.
Вскоре церковь уже не вмещала всех прихожан. В 1786 году храм расширили и устроили еще один придел в честь святого великомученика Никиты. Город к этому времени разросся, Ахтырская церковь с кладбищем при ней оказалась в черте города, кладбище было закрыто, а храм стал приходским. В 1803 году вновь были произведены строительные работы в храме, в результате которых подняли своды главного алтаря, а также устроили и освятили новый придел в честь Казанской иконы Божией Матери. В 1823 году была построена высокая четырехъярусная колокольня. Первоначально она стояла отдельно от храма, но в 1870 году, по проекту архитектора Ивана Петровича Лутохина, трапезную удлинили и соединили с колокольней. В таком виде храм существует и сегодня.
После революции, в период «изъятия ценностей», наряду со многими иконами был конфискован большой серебряный крест — древняя святыня храма, насчитывающая почти 500-летнюю историю. Ахтырская церковь была закрыта по решению ВЦИК Орловской области 3 февраля 1938 года. В этот период она была превращена в зернохранилище. 15 марта 1942 года, во время оккупации города Орла, храм был открыт и в дальнейшем уже не закрывался.
Наиболее чтимыми святынями храма являются чудотворная Ахтырская икона Божией Матери, а также иконы с частицами святых мощей и кисть святителя Тихона.