Богоявленский собор в Ишиме является первым каменным храмом города. Его строительство началось в 1775 году на месте деревянной Никольской церкви, которая сгорела в 1726 году и была восстановлена, но к 1770-м годам пришла в ветхость. Инициатива строительства каменного храма исходила от протопопа Афанасия Райкова и церковного старосты Лариона Желтышева, обратившихся с прошением к епископу Тобольскому и Сибирскому Варлааму (Петрову). Проект храма был разработан в Тобольской духовной консистории, что обусловило его стилистическое сходство с памятниками тобольского зодчества.
Строительство велось поэтапно. В 1782 году был освящён Никольский придел в трапезной нижнего этажа. Главный престол нижнего храма в честь Богоявления Господня освятили в 1793 году. Верхний Успенский придел был достроен около 1809 года, а колокольня завершена к 1814 году. Храм выполнен в стиле сибирского барокко с элементами классицизма, характерными для церковной архитектуры Сибири XVIII века. Здание имеет трёхчастную композицию: колокольня с притвором, трапезная и основной четверик с гранёной апсидой.
В 1920-е годы собор перешёл к обновленцам и стал кафедральным храмом Ишимской обновленческой епархии. 17 июля 1930 года храм был закрыт советской властью. В здании размещался зерносклад, а в 1960-х годах его передали «Горводоканалу», что привело к повреждению конструкций из-за вибрации оборудования. Реставрационные работы начались в 1989 году, а в 1992 году собор возвращён верующим. В 1994 году он получил статус кафедрального, а в 2007 году — ставропигиального.
Собор имеет три престола: главный — в честь Богоявления Господня, северный придел — во имя святителя Николая Чудотворца и верхний — в честь Успения Пресвятой Богородицы. Архитектурные размеры здания: длина — 37 метров, ширина — 15,5 метров, высота колокольни — более 36 метров. Верхний храм остаётся неотреставрированным, в нём сохранились фрагменты оригинальной лепнины с растительными орнаментами и символикой.