Решение о строительстве нового храма было принято после того, как 7 марта 1999 года, во время Литургии, пожаром было уничтожено ещё недостроенное деревянное здание Казанского храма, находившегося на берегу реки Амур. Новое место под строительство собора было выбрано в центре города, на пересечении основных транспортных маршрутов, чтобы жители любого из районов города могли без труда доехать до храма.
Строительство собора велось в 2000–2001 годах. Основные средства на строительство выделялись ОАО «КНПЗ – РОСНЕФТЬ», свои пожертвования вносили также многие городские предприятия и организации, жители города. Большую помощь в организации и контроле за строительством оказывали краевые и городские власти.
Архитектурно собор представляет собой кирпичное здание в традициях русско-византийского стиля. Фасады выполнены из красного кирпича с белыми декоративными элементами. Крыша и купола покрыты синим металлом, купола увенчаны позолоченными крестами. Главный объём храма завершён пятиглавием, центральный купол возвышается над остальными. Колокольня расположена с западной стороны и имеет восьмигранную форму.
Освящение храма было совершено епископом Хабаровским и Приамурским Марком. Нижний придел храма был освящён 1 ноября 2001 года в честь святителя Николая Мирликийского, верхний придел храма был освящён 2 ноября 2001 года в честь Казанской иконы Божией Матери.
С момента открытия собор стал центром духовной жизни города. В нём регулярно проводятся богослужения, таинства и обряды. При соборе действует воскресная школа для детей, организуются различные мероприятия и праздники.
