Архитектор собора — Ф. Б. Растрелли. Собор был заложен в октябре 1748 года, возведение начато в мае 1751, но вскоре началась война с Пруссией, после которой финансирования для строительства стало недостаточно и строительство пошло медленно. Открытие Смольного института состоялось 28 июня 1764 года, собор же был достроен архитектором В. П. Стасовым только в 1835 году.