В начале XIX столетия было принято решение о строительстве в Угличском кремле отдельно стоящего здания для богослужений в холодное время года. Отечественная война была закончена, изгнание Наполеона уходило в историю, Углич начал активно строиться, осваивая принципы классицизма и его «образцовые проекты».

Собор был заложен в 1814 году и закончен в 1827-м. Протяженная базилика с мерным чередованием пилястр и высоких окон открывается «по-уездному» скромным четырехколонным портиком и замыкается на востоке полукруглой апсидой. Над двускатной крышей возвышался круглый барабан с куполом и небольшой главкой. Горожане, привыкшие к компактному, вытянутому вверх пространству Спасо-Преображенского собора, здесь попадали в просторный зал с рядами сдвоенных колонн.