Дата постройки последнего здания: 1718-1746   см. фотографии объектов той же эпохи

Хороший образец сибирского зодчества нач. XVIII в., построенный по образцу собора в Верхотурье. Кирпичный храм заложен в 1718, в целом окончен в нач. 1730-х, главный храм освящен в 1746. Первоначально состоял из основного объёма типа восьмерик на четверике с пятиглавым завершением, трапезной с северным одноглавым Петропавловским приделом (1724) и массивной шатровой колокольни, под которой в 1729-1818 действовал придел Иоанна Воина. Декор выдержан в духе нырышкинского барокко, интересен использованием изразцов. В 1764 пристроены с юга Казанский, а с севера Всехсвятский (разобран при реставрации) и Предтеченский (позже ризница, с 1918 - Софрониевский) приделы. Пятиглавое завершение купола заменено одноглавым в нач. XIX в., в 1812-1815 в стиле классицизма построена отдельно стоящая вторая колокольня. Закрыт в 1934, занят хлебозаводом. В 1967-1985 отреставрирован, передан музею. В 1994 возвращен верующим.

В Казанском приделе собора был погребен свт. Софроний Иркутский (Кристалевский) (1723-1771, руководил епархией в 1753-1771, канонизирован в 1918).