В 1807 г. екатеринбургские купцы Калашников и Мартынов и мещанин Бронников решили выстроить для общины при Успенской церкви храм в честь императора Александра Первого и во имя его ангела святого Александра Невского. Но здание церкви было заложено лишь в 1814 г. в память победы России в Отечественной войне 1812 года. Его строительство затянулось на многие годы.

Первоначально возвели сравнительно небольшой двухэтажный храм с двумя приделами. Стремительно развивавшемуся женскому Ново-Тихвинскому монастырю он быстро стал тесным. Для перестройки собор пришлось разобрать почти полностью. Новое здание было заложено в 1838 г., вероятно, по проекту архитектора М.П.Малахова. Собор стал крупнейшим по площади среди церковных зданий города. Он вмещал до 6000 человек.

В октябре 1925 г. храм был закрыт вместе с Успенской церковью, имущество его изъято. Через год Александро-Невский собор открывают, а в 1930 г. вновь на долгие десятилетия закрывают. В храме располагается оружейный склад. В 60-е годы здание собора передают краеведческому музею. В 1991 г. образовалась Александро-Невская община, которая потребовала возвращения храма. Решение об этом принято Горсоветом 10.09.91 г. после месячной голодовки членов общины. Однако фактически возвращение приделов собора затянулось до 1994 г. Сегодня Александро-Невский собор вновь стал храмом возрожденного Ново-Тихвинского монастыря. На территории монастыря активно ведутся ремонтно-строительные работы. Помимо собора сохранились башни и ограда девятнадцатого века