Дата постройки последнего здания: 1758-1768   см. фотографии объектов той же эпохи

Кирпичный храм в стиле барокко, сооружённый в 1758-1768 на средства Горного ведомства. Двусветный четверик, увенчанный многоярусной главкой, с обширной трапезной и колокольней под шпилем. Трапезная расширена в 1810-х. В трапезной приделы Иоанна Богослова (юж., 1763) и Архидиакона Стефана (сев., 1764), на втором этаже под колокольней Троицкий престол (осв. 1834)(в 1764-1810 - Димитрия Ростовского). Главный престол освящен в 1768. В 1925 переустроен в обновленческий, закрыт и снесён в 1930. На месте собора в наши дни сооружена часовня, рассматривается вопрос о воссоздании храма.

Старейший по времени основания храм города. С 1750-х - главный храм Уральских Горных заводов.