1913 г. на углу улиц Туруханской и Кабинетной (в настоящее время ул. Советская) состоялась закладка церкви Вознесения Господня.

Первоначально храм был однопрестольным, деревянным. Храм был освящен в том же 1913 году, 6 апреля.

При приходе Вознесенской церкви числилось три начальных приходских училища Министерства народного просвещения.

В 1925 году к Вознесенской церкви был сооружен придел во имя свт. Николая Чудотворца.

В 1937 году храм власти закрыли и приспособили под зернохранилище.

В 1944 году силами архиепископа Варфоломея (Городцева) храм был возвращен церкви. А в 1947 году устраивается новый придел - во имя преподобного Серафима Саровского.

К семидесятым годам деревянное здание пришло в ветхость. 12 февраля 1971 года рядом с собором был открыт цирк, в результате чего соборная территория утратила один из двух входов, а сам храм оказался в низине.

В 1974 году была реконструирована западная часть здания, увеличен притвор, заменены колонны внутри собора. Новые кирпичные стены после возведения были скрыты под деревянной обшивкой, чтобы сохранить общий вид деревянного храма.

В 1976 году стены всех трех алтарей были поочередно разобраны и заменены кирпичными, а к 1979 году был устроен нижний храм в честь святого благоверного князя Александра Невского и Гедеона Праотца.

Несколько позднее была проведена полная реконструкция Вознесенского кафедрального собора. Реконструкцию приурочили к празднованию 1000-летия Крещения Руси.

К августу 1988 года строительные работы были полностью завершены. И хотя при реконструкции собора не было получено разрешение сделать его выше и просторнее, однако он стал подлинным украшением Новосибирска. В несколько этапов скромное деревянное здание было преобразовано в просторное каменное, расписанное внутри и прекрасно украшенное снаружи.

В 90-е годы продолжается благоустройство собора и прилегающей территории — выстроены часовня во имя Всех Святых, в земле Сибирской просиявших (1996 г.), и административный корпус (1998 г.). В 1999 году, к празднованию 75-летия Новосибирской епархии, был отреставрирован и заново вызолочен главный иконостас храма.