Современный храм построен на месте исторического церковного здания по новому проекту в 2004—2010 гг.; строительство приурочено к 1000-летию Ярославля. С постройкой нового собора связан конфликт культурного ведомства РФ с ЮНЕСКО из-за масштабного строительства в зоне охраняемой исторической архитектурной среды мирового значения.
Новый храм имеет огромные размеры, многократно превосходя историческое здание, на месте которого возведен, его архитектура восходит к московской школе XVI в., чуждой верхневолжскому зодчеству XVII в.