Этот храм является частью Задонского Рождество-Богородицкого мужского монастыря, основанного в 1610 году. Первоначально на территории монастыря была возведена деревянная церковь, которая со временем была заменена каменным собором.
Современное здание собора было построено в 1888 году на фундаменте предыдущей церкви. Архитектурно собор представляет собой крестообразное сооружение с центральным куполом. Внутренние фрески храма являются относительно новыми и были написаны в более поздний период.
В советский период монастырь и собор подверглись закрытию и использовались не по назначению. После возвращения монастыря Русской Православной Церкви в конце XX века начались восстановительные работы, направленные на реставрацию собора и других сооружений монастырского комплекса.