Расположен в Новом Петергофе, на берегу Ольгина пруда, на Санкт-Петербургском проспекте, вблизи дворцово-паркового ансамбля «Петергоф». Закладка храма протопресвитером придворного духовенства Иоанном Янышевым состоялась 25 июля (6 августа) 1895 года. Освящён собор был 12 (25) июня 1905 года тем же протопресвитером Иоанном Янышевым в присутствии императорской семьи. Собор был построен в формах русского зодчества XVI—XVII веков.