История храма начинается в 1843 году, когда в Ставрополе была учреждена Кавказская епархия. В тот же период купец Игнатий Волобуев предоставил свою усадьбу для размещения архиерейского подворья и домовой церкви, которая была освящена в честь Воздвижения Креста Господня. В 1845 году церковь была перенесена на новое место, где в последующие годы претерпела значительные изменения.
В 1870 году храм был перестроен по проекту губернского архитектора Петра Прозоровского. В ходе реконструкции были добавлены два боковых придела: южный — во имя священномученика Игнатия Богоносца, и северный — во имя преподобного Антония Печерского. Также была возведена звонница с пятью колоколами, вылитыми на литейном заводе Куликиной.
В конце 1920-х годов храм был закрыт, а его здание использовалось для различных нужд. Во время Великой Отечественной войны богослужения были временно возобновлены, однако в послевоенный период храм вновь был закрыт. В 1946 году митрополит Антоний (Романовский) возродил Ставропольскую духовную семинарию, которая действовала до начала 1960-х годов. Позднее здание храма использовалось для курсов повышения квалификации работников культуры.
В 1990-х годах начались работы по восстановлению храма. Проект реконструкции был разработан архитектором Варварой Емцевой. Восстановительные работы продолжались более двух десятилетий, и 27 сентября 2014 года, в праздник Воздвижения Креста Господня, храм был вновь открыт для прихожан.
Архитектурный облик восстановленного храма сочетает элементы традиционного русского зодчества с современными строительными технологиями. Здание выполнено из кирпича, имеет крестообразный план, увенчано центральным куполом и четырьмя малыми куполами по углам. Колокольня расположена отдельно от основного здания. Внутреннее убранство включает иконостас, выполненный в традиционном стиле, с иконами, написанными в соответствии с каноническими требованиями.
