Дата постройки последнего здания: 1685-1691   см. фотографии объектов той же эпохи

Кирпичный шестистолпный трёхапсидный пятикупольный собор. Выстроен в 1685-1691 первым архиеп. Холмогорским Афанасием как кафедральный собор вновь созданной Холмогорской епархии. Фасады здания поделены на части лопатками и завершены крупными закомарами, отдельно от собора поставлена шатровая колокольня. Северный придел Андрея Первозванного, пристроенный ок. 1715, разобран в 1760-х, четырёхскатная кровля устроена в 1816-1817. В нач. ХХ в. уже находился в сложном техническом состоянии. Закрыт не позже 1930-х, разобраны луковичные купола и восточная пара барабанов. Колокольня отреставрирована в 1970-х, сам собор к 2000-м в аварийном состоянии, с огромными трещинами в стенах. В настоящее время ведутся восстановительные работы.

С 1691 до 1762 кафедральный собор Холмогорской епархии. В соборе расположена усыпальница епископов и архиепископов Холмогорских и Архангельских.