Старейшее из сохранившихся каменных зданий Красноярска. Памятник архитектуры енисейской школы сибирского барокко.
Основу композиции Покровской церкви составляет традиционный «корабль»: на оси восток — запад расположены полукруглый алтарь, четверик храма, просторная трапезная и колокольня. Усложняют композицию симметричные боковые приделы и поздние западные палатки. Построена по образцу Троицкой церкви в Енисейске, с применением фигурного и тесаного кирпича, с богатым декором и лепниной, в один этаж. Затеснена новой застройкой, сохранилась ограда из кованых решеток на кирпичных столбах.
Деревянных предшественниц Покровской церкви было несколько. Первая из них срублена еще в середине XVII в. на территории «большого города», в юго-западной части торгово-ремесленного посада (район пересечения современных пр. Мира и ул. 9 Января). После пожара 1773 г., уничтожившего почти весь Красноярский острог, встал вопрос о строительстве новой Покровской церкви. Прихожане обратились к тобольскому архиепископу Варлааму с просьбой разрешить выстроить им вновь деревянную церковь, «невеликую, чтоб около оной можно было заложить и каменную». Новую деревянную церковь Покрова заложили 8 ноября 1774 г. Переименованная в 1790 г. в Благовещенскую, а позднее во Всехсвятскую, церковь дважды переносилась, до того как сгорела, уступая место одноименным каменным церквям.
Место для строительства каменной Покровской церкви было выбрано к северо-западу от деревянной, на пересечении главной магистрали города, Воскресенской улицы, с будущим Покровским переулком, проходящим по линии бывшей городской стены, где размещалась старая «народная съезжая изба» (сейчас угол пр. Мира и ул. Сурикова). Прихожане 322 дворов (жители города и подгородных деревень) выбрали «церковным строителем» отставного дворянина Михаила Юшкова, происходившего из старинного казачьего рода. В Красноярске тогда еще не было своих мастеров каменного дела, поэтому пригласили каменщиков из Енисейска (Степана Лещева, Василия Гатилова, Ивана Помаскина, Алексея Казаретина, братьев Ивана и Савву Федоровых). Строилась Покровская церковь «тщанием прихожан и доброхотных дателей», то есть на добровольные пожертвования горожан. Прихожане по очереди выполняли все вспомогательные работы на стройке: подвозили песок, кирпич, лес, воду, заготавливали бутовой камень, известь, обеспечивали охрану материалов. Именовать церковь Покровской, а не Богоявленской, как предполагалось вначале, решили и «приголосовали все прихожане» 2 апреля 1785 г. Заложена в 1785 г., освящена в 1795 г.
По прямому назначению здание церкви использовалось до 1935 г., затем с началом сталинских репрессий в 30-е гг. XX в. собор был закрыт и передан воинской части. Фактически действовать он начал с октября 1944 г. стараниями иерея Николая Васильевича Попова, который обратился в исполком Красноярского горсовета с просьбой заменить помещение действующей с февраля 1943 г. Николаевской церкви на помещение Покровской церкви как «более вместительное» и «находящееся в центре населения». Просьба была поддержана архиепископом Лукой (В. Ф. Войно-Ясенецким). Весной 1944 г. Совет по делам Русской православной церкви при СНК СССР принял решение об открытии Покровской церкви. Лето и большую часть осени будущая община посвятила ремонту и восстановлению «перепланированного» и изрядно замусоренного, изуродованного временными жильцами храма. 8 мая 1945 г. подписан договор о передаче горисполкомом Покровской церкви верующим. Настоятелем ее и православных церквей по Красноярскому краю был назначен Н. В. Попов (с 1946 г. протоиерей), в самые трудные послевоенные годы положивший немало сил для организации церковной жизни в крае.
В связи с приходом к власти Н. С. Хрущева (1954—1961) гонения на церковь возобновились. В 1955 г. настоятель Покровской церкви Евгений Исидорович Насекайло начал капитальный ремонт храма. На отца Евгения фабрикуется уголовное дело об использовании в ремонте «ворованных» стройматериалов. В 1958 г. отец Евгений «увольняется за штат ввиду осуждения его решением Красноярского крайсуда». А в начале 1960-х гг. главный храм края вновь закрывается.
С 1962 г. Покровская церковь была приспособлена под скульптурные мастерские, с 1978 г. использовалась как выставочный зал. Тогда же был разработан проект реставрации здания как памятника культуры, территорию частично привели в порядок, а темно-охристый фасад был перекрашен в кирпично-красный, с зеленой кровлей и куполами. В 1989 г. церковь возвращена общине, проведен косметический ремонт с раскраской стен и сводов в интерьере. В настоящее время храму вернули первоначальный вид, утраченный после прекращения служб в 60-е гг. прошлого века: интенсивный розово-коричневый цвет стен заменен на исторический белый, кровля перекрашена в небесно-голубой (в 2012 г. — в зеленый).
В 1990 г., после воссоздания Красноярской епархии, храму был присвоен статус кафедрального собора.
В марте 2008 г. в Покровском соборе под арочным сводом притвора напротив входа в центральную часть храма была найдена чудом уцелевшая фреска конца XVIII — начала XIX в. с изображением иконы престольного праздника, которая позднее была реставрирована.
Покровский кафедральный собор является действующим храмом. Входит в реестр объектов культурного наследия федерального значения. Расположен по адресу: 660049, Красноярский край, г. Красноярск, ул. Сурикова, 26.