Город Новороссийск, основанный в 1838 году, быстро развивался и к концу XIX века ощущалась необходимость в новом храме для обслуживания растущего числа прихожан. В 1892 году на территории Цемдолины, по адресу Казачья улица, 20, была заложена церковь в честь святого Александра Невского. Строительство осуществлялось на средства местных казаков и прихожан под руководством архитектора Н.С. Карсанова.
Архитектурно храм был выполнен в русском стиле с элементами византийской архитектуры. Здание имело форму креста с тремя престолами: главный во имя святого Александра Невского и два придела — во имя святого Николая Чудотворца и во имя святой великомученицы Екатерины. Колокольня церкви была выделяющимся элементом ансамбля, её звон был слышен далеко вокруг.
В советский период, начиная с 1920-х годов, церковь подвергалась репрессиям. В 1930 году храм был закрыт, а здание передано под нужды коммунального хозяйства. Колокольня была демонтирована, а внутреннее убранство утрачено. В годы Великой Отечественной войны здание использовалось как склад для хранения военного имущества.
После войны, в 1947 году, здание было передано под клуб для работников портового хозяйства. В 1960 году, в связи с ветхостью, было принято решение о сносе церкви. На её месте планировалось строительство нового административного здания, однако проект не был реализован, и территория оставалась свободной.
В 1990 году, в связи с возрождением религиозной жизни, было принято решение о восстановлении храма. Были собраны средства и разработан проект реконструкции. В 1994 году состоялась закладка нового каменного храма на месте прежнего. Строительство велось под руководством настоятеля протоиерея Валерия Лукьянова. В 1996 году храм был освящён, а в 1997 году завершены работы по внутренней отделке и росписи.
Архитектурно восстановленный храм сохранил основные черты первоначального проекта: крестовидную форму, три престола и колокольню. Однако были внесены и современные элементы, соответствующие требованиям времени. Церковь стала важным центром духовной жизни для жителей Новороссийска и окрестных населённых пунктов.
