Это первый православный храм на территории Черноморского округа. Сооружен в память окончания Кавказской войны (1864). Начало сооружения собора связывают с прямым указанием Великого князя наместника Кавказа Михаила Николаевича. Заметную роль в организации строительства сыграл начальник Черноморского округа генерал Д. В. Пиленко.

Возводился храм на территории бывшего Навагинского укрепления в Даховском посаде. В качестве строителя собора выступил статский советник агроном А. В. Верещагин, взявший обязательство соорудить его на частные средства. Первоначально работы финансировал крупный черноморский землевладелец Н. Н. Мамонтов. План и рисунки храма выполнял московский архитектор А. С. Каминский.