Этот собор считался самым авторитетным храмом не только в городе, но и во всей мензелинской округе. Время закладки первого камня в литературе не указывается, дата завершения строительства – 1813 год.
Инициатором сбора денег для строительства собора был по фамилии Ситников.
Во время пожара 1 мая 1878 года собор сильно пострадал и был восстановлен только в 1880-1890 годах. Деньги на ремонт дали купцы первой гильдии города Елабуги Иван Иванович Стахеев (1818-1888 г.г.) Иван Григорьевич Стахеев (умер в 1907 году) и купец первой гильдии из города Казани Павел Васильевич Щетинкин.
Притч состоял из протоиерия, двух священников, дьякона и двух псаломщиков. Все они жили в церковных домах.
Собор объединял верующих, которых спустя 10 лет насчитывалось 7264 человека.
Храм занимал 217 десятин земли. В 1901 году собор со своих земель получил 200 рублей дохода.
В советский период храм часто менял своих хозяев. 29 апреля 1938 года храм был закрыт, здание передано сельхозтехникому, в 1940 году – под кинотеатр, в 1954 году – Мельничному управлению.
Собор имеет оригинальную объемную-планировочную композицию. Это уникальное сооружение стиля ампир.