Prace budowlane nadzorowane przez Berettiego postępowały bez problemów do jesieni 1864, kiedy okazało się, że część kolumn wewnątrz obiektu nie wytrzymuje ciężaru dachu. Dwa lata później powstała groźba całkowitego zawalenia się już wybudowanej część soboru. Chociaż Beretti oskarżył robotników budowlanych o niestaranną pracę, został odsunięty od robót. Budowa stanęła; dopiero interwencja nowego cara Aleksandra II przyczyniła się do jej kontynuacji, którą zajęli się Rudolf Berdngard i Władimir Nikołajew. Ukończyli oni pracę w 1882. Dalsze czternaście lat zajęło wykańczanie dekoracji malarskiej we wnętrzu soboru. Na uroczystym poświęceniu świątyni obecny był car Mikołaj II.
Sobór został uszkodzony w czasie wojny polsko-bolszewickiej, a w czasach radzieckich został zmieniony w muzeum religii i ateizmu, które funkcjonowało w nim do wybuchu II wojny światowej. Po wojnie cerkiew była czynna i całkowicie otwarta dla wiernych i turystów. Stanowiła katedrę Egzarchatu Ukraińskiego, a w 1988 odbywały się w niej wielkie uroczystości tysiąclecia chrztu Rusi.