В 1990 году группа верующих жителей Железногорска выступила с инициативой создания православной общины и строительства храма. 3 октября 1990 года из Москвы было получено официальное разрешение на деятельность общины и возведение церкви. В декабре того же года в город прибыл первый настоятель нового прихода. Первое богослужение состоялось 6 января 1991 года в городском музее. В январе 1991 года градостроительный совет определил место для строительства храма — участок в лесопарковой зоне на берегу озера. До завершения строительства приход временно размещался в небольшом помещении бывшего караула ведомственной охраны ГХК.
26 июля 1992 года состоялось освящение и закладка первого камня на месте будущего храма. Строительство велось на средства прихожан и продолжалось несколько лет. 21 ноября 1999 года, в престольный праздник Архистратига Михаила, в новой церкви была совершена первая Божественная литургия.
В 2008 году храму был присвоен статус собора. Архитектурно собор представляет собой кирпичное здание, сочетающее традиционные элементы православного храмового зодчества с современными решениями. Основной объем храма увенчан куполом, фасады украшены декоративными элементами, характерными для русской православной архитектуры.
