Строительство храма началось в 2001 году и завершилось в 2008 году.Инициатором возведения собора выступило местное строительное объединение "Калачинское", которое оказало значительную поддержку в реализации проекта.
Архитектурно собор представляет собой пятиглавый храм, выполненный из кирпича. Особенностью композиции является шатровая колокольня, придающая зданию выразительный облик. В 2008 году собор был признан уникальным архитектурным сооружением и получил соответствующий статус.
В 2012 году, с образованием Калачинской епархии, храм получил статус кафедрального собора. С этого времени он стал центром духовной жизни епархии, где проводятся основные богослужения и церковные мероприятия.