1852–1853; первоначальный проект с 13 куполами храма– академик архитектуры Иван Васильевич Штром (1823 — 1888). Звание академика получил за проект Владимирского собора в Киеве.

1860–1861; проект значительного уменьшения размеров сооружения, сокращение количество куполов до семи — киевский епархиальный архитектор Павел Иванович Спарро (1814—1887).

1862 — переработка проекта (увеличение объема) и руководство строительством — академик архитектуры Александр Викентьевич Беретти (1816—1895), подрядчик киевский купец 2-й гильдии Кондрат Кузьмич Ховалкин.

В 1866 году собор был выстроен до куполов. Однако неожиданно стены, арки и перекрытия, дали глубокие трещины. Работы прекратили. А.Беретти отстранили руководством строительства.

1875 — проект укрепления несущих стен пристройкой тамбуров входов и контрфорсов — архитектор Рудольф Богданович Бернгард (1819 — 1887). Руководство строительством — архитектор Владимир Николаевич Николаев (1847 — 1911).