Начало истории Покровского собора в XVII — XIII вв, датой основания считается 1615 год. В 1841 году храм был освящен архиепископами Воронежским и Задонским и святителем Антонием Смирницким.
Самыми тяжелыми времена были для храма в после революционные годы. Тогда были гонения православных и духовенства, изъятие ценностей. Священники, которые противились тогда действующей власти, поплатились жизнью.
В 1932 году церковные служители были высланы городской властью, а в храме обосновался Дом обороны, а позднее Антирелигиозный музей, под куполом был сооружен маятник Фуко. В годы войны музей эвакуировали.
Пережил храм и тяжелые военные годы ВОВ. Храм был поврежден взрывами бомб, огнем смогли устоять только стены.
После окончания войны, через три года храм отреставрировали и открыли для проведения литургий.
В 1948 году Покровский храм стал кафедральным собором.
В 1952 году был освящен новый предел Тихона Задонского.
В семидесятых годах в прошлом веке, владыка Мефодий не дал снести храм, смог отстоять древнюю святыню.
В 1989 году в Покровский собор были перенесены мощи первопрестольника Воронежского Святителя Митрофана, которые хранились в областном краеведческом музее.
Через тридцать лет, в 2009 году мощи святителя Митрофана торжественно перенесли в Благовещенский собор. В Покровском храме осталась икона с частицей мощей святителя Митрофана. Прихожане приходят в храм, чтобы помолиться и получить духовное утешение у икон святителей Николая, преподобного Серафима Соровского с мощами, Иннокентия Митрополита Московского и Димитрия Ростовского.
Образ Иверской иконы Божией Матери воронежские верующие принесли в собор с Афона, он особо почитаем прихожанами и паломниками, которые приезжают с разных городов. Чтобы помолиться иконе, попросить помощи, о семейном благополучии, благословении детьми, студенты о помощи в учебе.
В 2004 году итальянская графиня дель Борго передала в дар собору частицы мощей двенадцати апостолов. Икону Святителя Митрофана передали в собор эмигранты из США.
Храм на протяжении многих лет реставрировался, видоизменялся и сегодня мы видим величественный красивый храм, которым гордится Воронеж.
