Храм заложен в 1813 г. на кладбище за Херсонскими воротами по прошению купца 2-й гильдии С.А. Александрова и построен на его деньги в 1819 году. Освящен храм был только в 1836 г. Был заложен в честь св. Екатерины, но, видно, после смерти  купца Александрова по неизвестным нам причинам был именован в честь Всех Святых.

В 1844-45 г.г. курский архитектор начертил план и фасад церкви, которые  показывали, что церковь представляла собой кирпичный одноглавый храм в  классическом стиле: круглый в плане центральный объём, круглый барабан с купольным сводом, трёхъярусная колокольня и притвор.

 В 1899 г. епархиальным архитектором Слесарёвым была выполнена пристройка северного придела, осуществлённая в начале XIX века. Им же была разработана и южная  пристройка, но она не была осуществлена. В северном приделе был устроен престол св. великомученицы Екатерины.

В 1939 г. храм был закрыт. Но осенью 1941.г. он вновь открылся.

В 1992 г. по благословению архиепископа Курского и Белгородского Иувеналия при настоятеле Александре Рогозинском по проекту архитекторов Н.Л. Брагина и Д. А. Кубрина была осуществлена пристройка южного придела, освященного в честь прп. Алексея, человека Божия. На прежнем месте была восстановлена колокольня. Рядом с церковью был построен церковный дом. Архитектурный комплекс был обнесён оградой. Решением Курского облисполкома от 16.02.1989 г. церковь отнесена к памятникам архитектуры местного значения.

Курский Сергиево-Казанский кафедральный собор является выдающимся архитектурным памятником церковного зодчества второй половины XVIII века.

Подъезжая к Курску с юга по железной дороге или с востока по автодороге, мы видим на высоком холме, господствующем над долиной реки Тускарь, силуэт центральной части города и блистающие звёздами синие фигурные главки Сергиевского собора.

Расположен собор на улице М. Горького, 27, ранее называвшейся Сергиевской, в честь  прп. Сергия Радонежского.

Начало строительства – 1752 г., окончание - 1778 г. Нижний (будничный) храм был освящён в 1762 г. во имя преподобного Сергия Радонежского, верхний (праздничный) - в 1778 г. в честь Казанской иконы Божией Матери. В летописи собора об этом повествуется так: «В деле о церкви пишется, что заложен храм сей в 1752 году, но кем -  сведений не имеется при соборе; а также нет на построение оного храма ни плана, ни фасада».

В этой же «Летописи» отмечается: «Неизвестно за давностью, с какого именно времени и сколько лет, но, несомненно, что до построения нынешнего храма существовала на этом месте церковь во имя прп. Сергия игумена Радонежского. Об этом свидетельствует прежде всего каменный четвероугольный столп со крестом на верху, аршина в два, находящийся на южной стороне от собора, поставленный по всей вероятности на месте престола прежней церкви. Старожилы за верное передают, что церковь Сергиевская была деревянная и одноэтажная и во время пожара сгорела до основания».

Когда после пожара стали расчищать место, то в углях и в пепле обнаружили Казанскую икону Божией Матери, совершенно не поврежденную огнем. Это было признано горожанами сгоревшей церкви за особенное чудесное действие промысла Божия, а потому было решено построить вместо сгоревшего новый храм, двухэтажный. При этом в нижнем этаже должен быть храм во имя прп. Сергия Радонежского, а в верхнем этаже - храм в честь Казанской иконы Божией  Матери. Верующие обратились к епископу Белгородскому и Обоянскому Иоасафу (Горленко), в епархию которого входили храмы г. Курска, за благословением построить новый храм вместо сгоревшего. Епископ Иоасаф не только дал  благословение на это, но сам лично освятил место построения храма и совершил его закладку. Подтверждением этого служит святой антиминс, снятый с престола нижнего храма. Протоиерей Лащенков пишет: «При снятии престола во имя преподобного Сергия найдены следующие особенности: ещё до снятия престола на верхней части под срачицей ощущалась какая-то шероховатость. При снятии же срачицы оказалось, что среди престола лежал святой развернутый антиминс, крепкий, ясный и красиво подписанный, освященный от сотворения мира 7260 г., а от P. X. 1752 г. Преосвященным Иоасафом епископом Белгородским и Обоянским, который правил Курскою паствою со 2 июля 1748 г. по 10 декабря 1754 г.».

Первоначальный вид собора с западной стороны значительно изменён из-за пристроенной к колокольне в 1830г. лестничной клетки. Строительство храма было начато по решению прихожан Курска. Средства на постройку были собраны среди прихожан, большой вклад внёс купец Карп Первышев. Подряд на строительство взял курский купец Исидор Мошнин, в семье которого родился преподобный Серафим Саровский (в миру Прохор). Однако Исидор вскоре умер, продолжила и завершила строительство его супруга Агафия.

В «Летописи», составленной И. Лащенковым, мы находим сведения о подрядчике: «Помощником строителя храма купца Первышева был также курский купец Исидор Мошнин. Когда последний, не окончив работу, скончался (в 1762 г.), то обязанности  его по подряду приняла на себя его жена Агафия Мошнина». В газете «Курские губернские ведомости» за 1907 г. в №154 указывается, что Исидор Мошнин имел кирпичные заводы и был подрядчиком по постройкам каменных зданий и церквей. Однажды Агафья, идя на стройку собора, взяла с собой семилетнего сына Прохора, будущего прп. Серафима, и вместе с ним взошла на самый верх строившейся колокольни. Прохор, отлучившись от матери, по детской неосторожности упал с высоты колокольни на землю, покрытую обломками кирпичей и мусором. Мать, увидев это, в испуге поспешно сошла на землю и не чаяла уже увидеть сына живым. Но к удивлению всех Прохор стоял на ногах живым и невредимым.

В память этого события в нижнем храме собора устроен придел во имя прп. Серафима Саровского, а на месте его падения установлен памятник с изображением прп. Серафима Саровского.

Долгое время считалось, что автором собора был один из крупнейших архитекторов середины XVIII века В. Растрелли. Многочисленные исследования не могли подтвердить его авторство. Однако нет сомнения, что авторство собора принадлежит школе В. Растрелли. Собор, разделяющейся на алтарную часть,  собственно храм, трапезную и притвор, имеет вид прямоугольника шириной около 16  метров, длинной около 33 метров спятигранной алтарной апсидой. Главная часть собора - двухэтажное здание, завершающееся четвериком, несущим восьмигранный  купол с таким же числом окон. В центре купола - четырёхцветный фонарь, с которого к небу устремляются золотые купола с крестом.

История возникновения храма восходит к далеким событиям начала XVII века. В то время здесь располагалось особое заведение, известное как «убогий дом», где находили последний приют лица, которые по канонам того времени не могли быть похоронены на кладбище, а именно – безродные и не имевшие крова, «убогие», нищие, люди, умершие во время мора. Иногда при «убогих домах» основывались монастыри, именовавшиеся «божедомскими». Именно тогда, в 1619 году инок Корниил Брагин дал «вклад по записи» в Рождество-Богородицкую церковь Курского мужского монастыря, основав таким образом Божедомский монастырь. Посвящен он был святым Илии Пророку и Николаю Чудотворцу. Божедомский монастырь со временем «влился» в состав Рождество-Богородицкого монастыря, который с 1649 года стал именоваться Знаменским. А деревянная церковь бывшего монастыря стала приходской. Интересно отметить, что среди прихожан этого храма был и юный Прохор Мошнин – будущий преподобный Серафим Саровский. Здесь же в 1760 году отпевали его отца. Вскоре тщанием жертвователей прихода вместо деревянной была воздвигнута каменная церковь во имя Илии Пророка, освященная в 1768 году. А в 1788 году Ильинский храм получил еще один престол, став главным храмом города (до 1833 г.). Когда в 1833 году состоялся перевод архиерейской кафедры из Белгорода в Курск, Сергиевская церковь стала кафедральным собором, Ильинский храм стал вторым после нее по общественной значимости приходом. Образцовым содержанием храм во многом был обязан деятельности его церковных старост, которыми долгое время были представители известного купеческого рода Гладковых. В 1910 году они капитально отремонтировали Ильинскую церковь, на что братья Гладковы израсходовали из своих средств 10 тыс. рублей. Тогда же была сделана и новая роспись храма, которую выполнил, как явствует из надписи на стене, «придворный поставщик Н.Я. Епанечников».  За большую работу Н.П. и И.П. Гладковы удостоились стать высочайше награжденными орденом святой Анны III степени.

Не миновали Воскресенско-Ильинский собор и мрачные богоборческие времена. После революции храм лишился многого из того, чем обладал прежде: собственного дома, 400 томов церковной библиотеки, метрических книг, хранившихся с 1774 г. После его закрытия в 1926 году здесь на долгие годы разместился губархив. Во время войны здание серьезно не пострадало. Большой урон его архитектуре был нанесен позже, когда вместо шатровой колокольни и бывшего церковного дома было возведено здание Дома книги. В результате оставшаяся часть храма оказалась на долгие годы скрытой от глаз курян высокими стенами новой постройки.

В январе 1995 года Воскресенско-Ильинский храм был наконец-то возвращен Курской епархии, и в нем вновь зазвучала молитва.

7 января в праздник Рождества Христова тысячи православных курян встретили в молитве – во всех храмах епархии в святую Рождественскую ночь были совершены Божественные литургии, за которыми причастились Святых Христовых Таин многие православные христиане.

В Курске состоялся областной молодежный форум «Возрождая храм - возрождаем Россию». В зале ДШИ №6 собрались более 800 представителей молодежных добровольческих отрядов, общественных объединений, учащиеся высших и средних профессиональных учебных заведений. Гостями форума стали руководители области, Курской епархии, ректоры курских вузов.

30 ноября в Государственном архиве Белгородской области состоялась научно-практическая конференция «К 100-летию канонизации святителя Иоасафа Белгородского. Церковные архивы: прошлое и настоящее». По приглашению организаторов в работе конференции приняли участие члены Историко-архивной комиссии по изучению материалов о репрессированных священно-(церковно) служителях Курской епархии.