Церковь заложена в 1782 году по проекту архитектора Ч. Камерона, при участии архитектора И.Е. Старова. Окончательно построена в 1787 году, освящена в 1788 году как Соборная церковь г. Софии (Софийский собор). Каменная, пятиглавая, однопрестольная.

До 1817 года Соборная церковь состояла в Епархиальном ведомстве. В 1817 году собор был обращен в полковую церковь Лейб-гвардии гусарского е.и.в. полка и передан из С.-Петербургской епархии в ведение Военного духовенства.

В 1848-1850 годах в церкви был произведен капитальный ремонт и устроены еще два придела.

В 1903-1904 годах была выстроена отдельно стоящая соборная колокольня, построенная по проекту архитектора Л.Н. Бенуа.

В 1913 году церковь получила официальное наименование – Софийский лейб-гвардии Гусарского Е.И.В. полка собор.

В 1918 году собор стал вновь приходским.

Декретом СНК от 23 января 1918 года «Об отделении церкви от государства и школы от церкви» собор был лишен прав юридического лица, а имущество подлежало национализации. Закрыт в 1934 году.

Описи церковного имущества (1859, 1872, 1881, 1899 гг.) и утвари (1783-1788 гг.); исповедные росписи (1816, 1833-1835 гг.); рапорты священников различных полковых церквей, в т. ч. Лейб-гвардии гусарского полка, благочинному 5-го пехотного корпуса Курляндского уланского полка об исполнении предписаний (1820-1833 гг.); документы об изготовлении церковной утвари разными мастерами (1787-1792 гг.); счета; описи изготовленной утвари и др.; приходо-расходные книги (1849-1911 гг.); журналы регистрации входящих документов (1783-1788; 1836-1896; 1902-1907 гг.); ревизские сказки о людях казенного ведомства г. Софии и Софийского уезда (1782 г.).

Имеется переписка священника и причта церкви Во имя иконы Божией Матери «Всех Скорбящих Радости» в дворцовом госпитале г. Царское Село с благочинным, Конторой царскосельского городского госпиталя и богадельни и др. о назначении на должности, о награждении священноцерковнослужителей, о выдаче метрических свидетельств разным лицам и др. (1880-1881 гг.).