В 1652 году на месте обветшавшей деревянной Борисоглебской церкви в Борисоглебске началось строительство каменного собора. 24 июля того же года состоялось освящение церкви с трапезной и двумя приделами. Летом 1675 года был освящён главный престол храма.
В 1680-х годах собор расписала артель Григория Плеханова из Ярославля. Она изобразила на его стенах сцены из Ветхого завета, строительства Вавилонской башни, жизни в раю и Всемирного потопа. С XVIII века в храме уцелел позолоченный иконостас XVIII столетия. На данный момент образ Всемилостивого Спаса, написанный в XV веке святым преподобным Дионисием Глушицким, почитается как главная святыня Воскресенского собора. В советское время храм закрыт не был, и богослужения в нём не прерывались.
