Собор был построен ещё в 1756 году на деньги купца Пчелина, одного из жителей Царевококшайска. Здание Вознесенской церкви - типичный пример русской храмовой архитектуры XVIII века. Вся внутренняя отделка храма исполнена в стиле барокко.
После революции храму долгое время удавалось избегать участи большинства русских церквей: в 1920-1930-е годы в нём продолжались богослужения. Закрыли церковь лишь в 1937 году. В нём попеременно размещались то радиокомитет, то склад, то пивоваренный завод. Незадолго до начала войны собор утратил каменную ограду и колокольню, были уничтожены украшавшие стены росписи, снесена глава с куполом и крестом.
В годы перестройки, на рубеже 80-90-х годов XX века, на марийской земле началось возрождение Православия. Но в Йошкар-Оле на то время не было ни одного действующего храма. Тогда под возведение Воскресенской церкви было передано здание износом почти в 85%, находящееся на территории Вознесенского храма, в здании которого в то время размещался пивзавод. Здание было реконструировано в самые короткие сроки в традициях русского деревянного зодчества с шатровой колокольней. См. видео по ссылке https://dzen.ru/video/watch/636278b184ee686e5e2f38e1.
Здание Собора вернули Русской православной церкви лишь в 1992 году. В 1995 году в воскрешённой церкви состоялось первое за многие десятилетия богослужения, после которого храм был освящён. См. видео по ссылке https://dzen.ru/video/watch/636278b184ee686e5e2f38e1.