Kirkon rakentaminen aloitettiin 1862 ja se vihittiin 1868. Näinä venäläisyyden aikoina ortodoksisuutta oli paljon,
niinpä Helsingissä oli lisäksi kaksi varuskuntakirkkoa, Viaporin Pyhän Aleksanteri Nevalaisen kirkko ja ns.
lasaretti -kirkko sekä seurakunnan Pyhän Kolminaisuuden kirkko. Katedraalin arkkitehti sai valita paikan kirkolle.
Hän halusi sijoittaa sen meren äärelle, Katajanokan kallion huipulle, joka muodosti tiilikirkolle luontevan jalustan.