В 1852 году император Николай I утвердил проект строительства храма в Усть-Сысольске (ныне Сыктывкар) в честь святителя Стефана Пермского. Строительные работы начались в 1856 году. В 1883 году был освящен нижний храм, а 24 апреля 1896 года, к 500-летию со дня смерти Стефана Пермского, состоялось великое освящение всего собора. Собор представлял собой пятиглавое сооружение длиной 47 м, шириной 26 м и высотой 35 м, расположенное на центральной площади города, названной Стефановской.
В 1929 году собор был закрыт, а в 1932 году полностью разрушен. На его месте был установлен памятник В.И. Ленину.
9 мая 1996 года был заложен фундамент нового собора на улице Свободы, в нескольких кварталах от первоначального местоположения. Закладной камень освятил Патриарх Московский и всея Руси Алексий II. Строительство велось по проекту архитектурной студии «Менам керка» («Новый храм») под руководством архитектора В. А. Орлова.
26 августа 2001 года, к 80-летию образования Республики Коми, епископ Сыктывкарский и Воркутинский Питирим совершил малое освящение нового собора и отслужил первую Божественную литургию. 6 октября 2013 года состоялось великое освящение собора.
Свято-Стефановский кафедральный собор выполнен в русско-византийском стиле и имеет крестово-купольную конструкцию. Внутреннее пространство разделено четырьмя столпами на три нефа: центральный и боковые. Два свода пересекаются под прямым углом, образуя крест в подкупольном пространстве. В месте пересечения сводов расположен световой барабан, увенчанный центральной, самой большой главой с массивным золоченым крестом. Остальные купола установлены на световых барабанах, соединенных между собой подпружными арками. Стены завершаются позакомарным покрытием. Высота собора до оконечности центральной луковицы составляет 56,5 м, с крестом — 64 м. Стены сложены из кирпича, кровля покрыта листовой медью, а купола обшиты нержавеющей сталью с позолоченными титановыми пластинами. Диаметр центрального купола — 16 м, вес — 11 тонн.
В соборе две церкви: верхняя и нижняя. Верхний храм посвящен Стефану Великопермскому и используется для богослужений в теплое время года. Его стены расписаны в византийском стиле православными художниками из Болгарии. В нижней части храма расположены три придела: праведного Прокопия Устюжского, Рождества Христова и иконы Божией Матери «Неувядаемый Цвет».
На территории собора находятся часовня Новомучеников и Исповедников Российских, крестильный храм святого князя Владимира, памятники святителю Стефану Пермскому, святым Петру и Февронии, а также святым равноапостольным братьям Кириллу и Мефодию. Здание звонницы собора высотой 32 м имеет 18 колоколов, самый большой из которых весит 6 тонн. Все колокола управляются электронным приводом, но также возможен ручной звон.
