В 1781 году, по указу князя Потёмкина, из Астрахани в неё была перенесена резиденция главнокомандующего на Кавказе, и поселение получило статус города под названием Екатериноград.Однако в 1790 году административные учреждения были переведены в Астрахань, и Екатериноград утратил статус города, став станицей Екатериноградской.
В 1786 году, по указу императрицы Екатерины II, была заложена церковь во имя святой Екатерины, на строительство которой было выделено 40 000 рублей. Однако строительство не было завершено, и храм не был построен.
В 1837 году император Николай I, посетив станицу Екатериноградскую, обнаружил отсутствие каменного храма и распорядился возобновить строительство. Были найдены ранее выделенные средства, и в 1845 году началось строительство собора во имя преподобного Евфимия Нового Солунского. Для строительства император пожертвовал бывший дворец главнокомандующего и казарменные здания, которые были разобраны и использованы для возведения стен. Строительство завершилось в 1850 году, и 1 июля состоялось его освящение.
Собор представляет собой пятикупольный храм, построенный из жжёного кирпича в форме креста. Крыша куполов, колокольни и паперти выполнена из листового железа. Колокольня, высотой около 30 метров, имеет вид четырёхгранной призмы и соединена с собором папертью. На ней установлено восемь колоколов, самый большой из которых весит около 1 600 кг. Главный иконостас храма трёхъярусный, выполнен из дерева с позолоченными карнизами. Придельные алтари отделены двухъярусными деревянными иконостасами. Внутренняя отделка храма выдержана в бело-голубых тонах.
В 1940 году, согласно постановлению президиума Верховного Совета, храм был закрыт, а его имущество ликвидировано. Предполагалось разобрать здание и использовать материалы для строительства школы, однако эти планы не были полностью реализованы, и здание храма использовалось как зернохранилище.
В 1991 году здание храма было возвращено верующим. После проведения ремонтных работ и обустройства, собор был вновь освящён, и в нём возобновились регулярные богослужения.
6 октября 2001 года храм посетил президент Российской Федерации Владимир Путин и принял участие в богослужении, по завершении которого ему был преподнесён список с чудотворной иконы Божией Матери «Моздокская».
