В 80-х годах XIX века по всей Руси строились храмы в память царя-мученика, их освящали в честь Александра Невского, который был небесным покровителем русских царей. Решили и ялтинцы возвести большой собор. Намерение горожан поддержал император Александр III. Инициатором возведения храма выступила Ялтинская городская Дума. В 1886 г. из 26 самых уважаемых граждан города был создан церковно-строительный комитет. Свою деятельность Комитет начал с распространения воззвания: "Имейте друг к другу любовь". Воззвание заканчивалось призывом жертвовать деньги на строительство нового храма в Ялте. Вносили кто сколько мог. Б.Б. Хвощинский, городской голова, жертвовал 6000 рублей, (свой заработок за 3 года), протоиерей А.Я. Терновский - 4 тысячи, купец И.Ф. Токмаков - I 000. За три года собрали 47 тысяч рублей и определились с местом постройки. Из множества предложенных вариантов остановились на открытой возвышенной площадке у подножья холма Дарсан.
1 марта 1890 года учредили строительный комитет, который возглавил известный инженер, учёный, краевед Александр Львович Бертье-Делагард. В состав комитета вошли тридцать уважаемых ялтинцев: среди них князь В.В. Трубецкой, граф Н.С. Мордвинов, барон-камергер, инженер А.Л.Врангель, тайный советник П.И. Губонин, доктор В.Н. Дмитриев, известные архитекторы П.К. Теребенев и Н.А. Штакеншнейдер, сын архитектора, построившего дворец в Ореанде.
Первый проект храма разработал в 1889 году архитектор К.И. Эшлиман, но он не был утверждён – будучи католиком, Эшлиман использовал в чертежах католические мотивы, это не понравилось императору. И впоследствии для строительства был выбран проект, составленный архитектором Теребеневым.
1 марта 1891 года в день десятой годовщины со дня гибели императора Александра II состоялась торжественная закладка фундамента нового храма. Архиепископ Мартиниан отслужил молебен прямо на строительной площадке. Первый камень в основание будущего храма положила императрица Мария Фёдоровна.