Став к началу XIX столетия одним из торговых и ярмарочных центров региона, уездная Лебедянь росла и хорошела. Город постепенно застраивался, в том числе и каменными домами, в соответствии с генеральным планом, высочайше утверждённым в 1822 г. В основе генерального плана лежала геометрически правильная сетка улиц, ориентированных на городские площади. На незастроенном месте прежнего острога, между Старо-Казанским собором и Христорождественской церковью, находилась Базарная, или Сенная площадь. Здесь помимо храмов располагались деревянные присутственные места, соляной магазин, каменная кладовая, деревянный казённый дом, винный выход и тюремная изба. С ростом города территория бывшей крепости перестаёт восприниматься как центр Лебедяни; к этому времени он переместился к западу. Соборный храм Казанской иконы Божией Матери, построенный в 1771 г., становится мал: «Прежде бывшая в помянутом городе издавна построенная соборная церковь коя стенами и в основании тверда и прочна, но малопоместительна». Городское общество Лебедяни ещё в начале 1820-х гг. приняло решение построить на запроектированной генпланом 1803 г. новой Базарной площади обширный собор с торговыми рядами вокруг. Строительство нового собора в центре этой площади было предусмотрено и генеральным планом 1822 г.
В 1826 г. начались хлопоты об отводе земли и утверждении проекта застройки новой площади. Изначально на Новой Базарной площади предполагалось построить деревянные торговые ряды и каменный собор. Однако генерал-губернатор А.Д. Балашов, боясь пожаров, не разрешил подобное строительство и, забраковав первый вариант проекта, 1 февраля 1827 г. потребовал «новый проект постройки на оной лавок... представить без замедления». После этого тамбовский гражданский губернатор 17 мая 1827 г. отправил Балашову новые планы, оставляя на его «благоусмотрение» вопрос о строительстве деревянных лавок. В июле 1827 г. документы были отправлены в МВД, а 18 октября 1827 г. в комитете министров рассматривалось ходатайство генерал-губернатора Балашова о разрешении постройки в Лебедяни нового собора и отводе места под его строительство: «...Слушана записка управляющего Министерством внутренних дел от 10 октября за № 2000 ... об отводе места на торговой площади в городе Лебедяни для построения каменной соборной церкви...»
Высочайшее дозволение "отвести для построения в Лебедяни церкви означенное для оной место на торговой площади последовало 5 ноября 1827 г., однако губернские власти почему-то не спешили выполнять это указание, и 20 февраля 1828 г. генерал-губернатор докладывал в Министерство внутренних дел: «Во исполнение Высочайшего Его Императорского Величества повеления по предмету построения соборной церкви в г. Лебедяни и вместе с сим уведомить, что я вновь сделал предписание г. Тамбовскому гражданскому губернатору, дабы со дня получения онаго в течение недели непременно отведено было во исполнение Высочайшего повеления назначенное на плане место для построения той церкви». Только после этого земля под соборный храм была отведена, а губернским правлением "...губернскому архитектору в строжайшую постановлено обязанность быть самому не только при заложении одноименного храма в Лебедяни и дать кому следует надлежащие правила и постановления для производства работ, но всякий раз когда Лебедянские граждане или духовное начальство потребуют приезда его туда для нужных совещаний или для осмотра материалов и работ исполнять сеи требовании безостановочно..."
Тем временем был разработан проект самого собора, автор которого пока остаётся неизвестным. По мнению П.Н. Черменского, проект выполнил русский зодчий, ученик Д. Жилярди, много работавший над восстановлением Москвы после войны 1812 г., Афанасий Григорьевич Григорьев (1782— 1868). Однако Пётр Николаевич никаких оснований, подтверждающих это, в своей рукописи не приводит. Самый полный на сегодняшний день очерк жизни и творчества, а также каталог работ А. Г. Григорьева ничего о проекте собора для Лебедяни не упоминают, а все проекты церквей в архиве А.Г. Григорьева в фонде ГНИМА им. А.В. Щусева по стилю мало напоминают лебедянский собор и заставляют всерьёз сомневаться в авторстве Григорьева. В то же время на проектных чертежах собора, хранящихся в фондах РГИА, присутствует подпись Николая Васильевича Урюпина (1768 —после 1831), бывшего в 1804— 1831 гг. тамбовским губернским архитектором, но являлся ли он автором проекта или только его согласовывал — пока не известно. Впрочем, архитектурные достоинства Ново-Казанского собора всё-таки скорее говорят в пользу авторства тамбовского губернского архитектора Урюпина, чем Григорьева — одного из ведущих зодчих Москвы. Проект собора был утверждён в 1828 г., а 30 августа т. г. состоялась торжественная закладка храма епископом Тамбовским и Шацким Афанасием (Телятинским).
Строительство собора велось на средства прихожан при значительном участии Лебедянских купцов Степана Ивановича (1774-1833) и Ивана Ивановича (1776-1855) Игумновых и вчерне было окончено в 1835 г. Тогда же к западу от трапезной была начата постройкой каменная отдельно стоящая колокольня. Основание колокольни размером 25х25 арш., по окончании строительства в 1851 г. высота до верхнего карниза колокольни составила 20 саж. На построение соборной звонницы жертвовали свои средства многие лебедянцы, в том числе и преподобный Иларион, Троекуровский затворник, передавший на это богоугодное дело значительную сумму денег. В 1856 г. на колокольне Ново-Казанского собора было 7 колоколов, из коих главный, отлитый в Туле купцом Черниковым в 1854 г. усердием почётных граждан Игумновых, весил 520 пудов, для чего израсходовано из церковных денег 601 руб. 47 коп, а из собственных — 4 394 руб. Позднее церковный староста, купец первой гильдии Николай Иванович Игумнов отлил для соборной звонницы колокол весом 620 пудов 39 фунтов, израсходовав личных средств 3 000 руб.
Как уже было сказано выше, к 1851 г. относится окончание строительства комплекса соборного храма на Новой Базарной площади Лебедяни. Главный престол собора был освящён 22 мая 1846 г. Преосвященным Николаем (Доброхотовым), епископом Тамбовским и Шацким. Первый придельный престол в храмовой части собора освятили в 1857 г. во имя Смоленской иконы Божией Матери на средства, пожертвованные старостой храма купцом первой гильдии, потомственным почётным гражданином Николаем Ивановичем Игумновым. Второй придел во имя святого пророка Илии был устроен и освящён значительно позднее — в 1901 г. Придельные алтари в трапезной были освящены во имя Богоявления Господня (правый) и святителя Николая Чудотворца (левый). Можно предположить, что один, а может, и оба этих придела освящены в 1836 г., поскольку именно с октября этого года причт новособорной церкви стал вести метрические книги.
Ново-Казанский собор был огромным и рассчитан на 3-4 тыс. человек, а прихожан, по данным 1856 г., у соборного храма числилось 1 387 мужчин и 1 450 женщин. К обширной по площади пятиглавой храмовой части примыкала необычайно длинная трёхнефная трапезная. Колокольня была построена отдельно стоящей, в 17 арш. от трапезной. Архитектурные особенности храма — двусветный центральный барабан, создающий прекрасное освещение подкупольной части храма, а также украшение сводов летнего храма кессоном, что было более характерно для светского зодчества. Современники, оставившие нам описание соборного храма 1856 г., особенно отмечали его главный алтарь «...с прекрасным одноярусным иконостасом... Резьба иконостаса: капители, карнизы, колонны и базисы вызолочены червонным золотом на полименте. Царские двери резные, вызолочены». В 1861 г. Ново-Казанский собор был окрашен внутри и расписан на средства старосты купца первой гильдии Н.И. Игумнова, пожертвовавшего на это 5 000 руб. Николай Иванович Игумнов, будучи старостой собора с 15 апреля 1855 г. и до самой своей смерти, последовавшей в 1898 г., много сил и собственных средств положил на благоукрашение храма.
В адресе, поданном ему прихожанами Ново-Казанского собора в 1895 г. по случаю 40-летия непрерывной службы в должности церковного старосты, говорилось: «...У Вас замечательное верное понимание церковного благолепия и изящный вкус соединяются с превосходным умением вести церковное хозяйство, редкой энергией, примерным усердием и любовью к своей службе и истинно христианской готовностью жертвовать из своих личных средств на благоустроение храма. Что эти слова не лесть, а совершенная правда, легко доказать самым кратким перечислением лишь наиболее важных улучшений в Соборе, произведённых во время Вашего служения. При вступлении Вашем на службу ктитора, тёплый храм был очень тесен, холодный главный не был отделан, а только оштукатурен, и в нём был лишь один алтарь. Благодаря Вашему неусыпному старанию тёплый храм увеличен на одну треть его величины пристройкой с притвором (1867 г.); холодный окрашен масляной краской, расписаны купола, стены, на них картины в рамах, пять художественных образов, все работы академика Мягкова (1861 г., личных средств 2 464 руб.); в холодном храме устроен второй алтарь (в 1857 г., личных средств 1 000 руб.); отлит колокол в 521 пуд (в 1853 г., личных средств 4 394 руб.), впоследствии перелитый (1876 г., личных средств 3 000 руб.); заново сделаны два иконостаса с новым художественным обрамлением в тёплой церкви (1882 г., личных средств 4 000 руб.)... Благодаря Вашим стараниям храм наш принял столь благолепный вид, что вызывает изумление всех приезжающих в наш город. Одних официально известных Ваших пожертвований в пользу Собора значится более 17 000 руб., пожертвования же со стороны прихожан, надо признаться, были незначительными. Таким образом, можно сказать, что если построением собора Лебедянь обязана незабвенному Вашему деду (двоюродному) Степану Ивановичу, то его расписанием и украшением он обязан Вам».
Указанные пять святых образов художественного письма, выполненных в 1861 г. академиком живописи, уроженцем с. Тёплое Лебедянского уезда Тимофеем Егоровичем Мягковым (1813— 1865), были предметом особой гордости прихожан Ново-Казанского собора. В числе икон кисти Мягкова старожилы вспоминают образа: «Спаситель благословляет детей» и репродукцию картины А. Иванова «Явление Христа народу». Позднее появилась репродукция полотна В. Поленова «Христос и грешница». Копии этих картин придавали соборному храму Лебедяни подобие картинной галереи. Об иконах собора кисти Т.Е. Мягкова в начале XX в. писали следующим образом: «Особенно хорошо написаны местные иконы Спасителя и Божией Матери в главном алтаре (иконостасе главного престола) и все картины, изображение св. преподобного Сергия Радонежского Чудотворца и св. Иоанна Златоуста, совершающего Божественную литургию...»
Другой достопримечательностью собора был большой соборный колокол, отлитый в 1876 г. в Москве на заводе Финляндского и заменивший своего «тульского» предшественника. Доставка его из Москвы стала серьёзным испытанием для людей и техники того времени. По воспоминаниям С.Н. Игумнова, «...колокол ехал на помосте, поставленном на двух вагонных платформах. Но главные затруднения были с доставкой колокола с железнодорожной станции в город за 40 вёрст по грунтовой дороге, мостики которой могли не выдержать тяжести колокола. Пришлось отрывать спуски и въезды в объезд этих мостиков. Везли колокол лошадьми, к которым местами присоединялись и люди, выходившие из соседних деревень и доброхотно впрягавшиеся на пригорках и горах».
Последним деянием старосты Ново-Казанского собора Николая Ивановича Игумнова, направленным на улучшение приходского храма, стало сооружение вокруг собора ограды, в которой он так нуждался, поскольку находился в центре Базарной площади, а также начало большого ремонта его внешнего и внутреннего убранства. Дело в том, что к концу XIX столетия стены собора «...запылились и требовали, следовательно, промывки; составлявшие особенное украшение храма художественные картины в золочёных рамах тоже нуждались в промывке, а рамы на них — в новой позолоте; средний иконостас в приделе во имя Казанской иконы Божией Матери, по счастливому соединению в нём простоты формы с художественностью и изяществом составляющий большую редкость, давно уж требовал поновления — нужно было пополнить резьбу, опавшую от времени, перезолотить колонны и т. д.; наружный вид храма нуждался в побелке и штукатурке, а крыша — в окраске и т. п.» Изыскать необходимые средства на «поновление» собора и стало главной задачей в это время для его священнослужителей, церковного старосты и церковно-приходского попечительства.
Слава Богу, вскоре нашлись благотворители и дело ремонта Ново-Казанского собора и устройства вокруг него ограды «твёрдыми шагами пошло вперёд». В 1896 г. церковно-приходское попечительство соорудило каменное основание для ограды, а в 1897 — 1900 гг. на это основание была поставлена железная решётка с чугунными столбами. В 1899 г. на всём храме была покрашена масляной краской крыша и вызолочены червонным золотом главы с крестами. В 1900 г. был перекрыт шпиль на колокольне, вызолочен крест и промыт тёплый храм. В следующем 1901 г. весь храм снаружи поновлён побелкой и штукатуркой на средства неизвестного благотворителя, а внутри холодного храма заново промыты стены, священные картины и живопись. Видя храм, «...восстающий в прежнем своём величии, радовались все виновники этого благого дела, а равно и все вообще, любящие благолепие дома Божия».
В том же 1901 г. один из прихожан Ново-Казанского собора — Илья Иванович Кузьмин — пожелал видеть собор украшенным новым придельным алтарём во имя святого пророка Илии и пожертвовал на это 10 тыс. руб. Добавив необходимую сумму, церковно-приходское попечительство решило на эти средства обновить главный Казанский престол, переделать придельный алтарь во имя Смоленской иконы Божией Матери и устроить придел во имя святого пророка Илии. Получив благословение на это Преосвященного Георгия (Орлова), епископа Тамбовского и Шацкого, нанятые мастера приступили к делу, пообещав закончить все работы к 1 августа 1901 г. Однако ввиду задержки в производстве работ новый придел был приготовлен к освящению лишь в начале октября, и лебедянцы стали ждать своего Владыку для торжественного богослужения по этому случаю. Между тем, по благословению Преосвященного Георгия, 6 октября перед всенощным бдением протоиереем собора Д.Г. Высоцким и священниками И. Вишневским и А. Черменским совершено было освящение главного иконостаса Казанского престола, а 7 октября состоялось освящение иконостаса Смоленского придела. По свидетельству очевидца, «служение было торжественное и назидательное, пение было стройное и вразумительное. Народу собралось очень много, и все радовались, видя возобновлёнными и восстановленными в прежнем своём блеске и величии поблекшие было уже иконостасы».
9 октября Преосвященный Георгий прибыл в Лебедянь, где был встречен городским духовенством и толпой народа, собравшегося задолго до прихода поезда. Вечером Владыка совершил всенощное бдение в соборном храме, а наутро 10 октября освятил вновь устроенный придел и служил Божественную литургию. Преосвященному Георгию, епископу Тамбовскому и Шацкому, сослужили: ключарь Владыки протоиерей М.Г. Озеров, соборный протоиерей Д.Г. Высоцкий, протоиерей Троицкой церкви с. Куймань В.Я. Земляков, настоятель Троицкого мужского монастыря игумен Николай, другие священнослужители. Во время службы пел хор певчих соборного храма в количестве около 20 человек под управлением опытного и даровитого регента А.П. Меркулова. Учитель начальной школы Александр Фёдорович Высоцкий, оставивший нам свои впечатления об этом торжестве, писал: «Вид обновлённого храма, торжественное служение архипастыря, окружённого духовенством, стройное пение — всё это производило глубокое впечатление на молящихся... Стечение народа было необыкновенное, каковое едва ли кто помнит из жителей Лебедяни. Кроме жителей города и слобод, принадлежавших к нему, было много народа и из окрестных сёл и деревень. Все, кому только было возможно, без различия положений и состояний, спешили увидеть это торжество. Все магазины в городе во время службы были закрыты».
Прошло ещё несколько лет и прихожан Ново-Казанского собора, как, впрочем, и всех лебедянцев, ждало новое церковное торжество — 25 июля 1908 г. Лебедянь и главный храма города посетил Высокопреосвященнейший Владимир (Богоявленский), митрополит Московский и Коломенский. А 3 ноября 1911 г. Ново-Казанский собор удостоился посещения другого видного архипастыря Русской Православной Церкви — Владыки Кирилла (Смирнова), бывшего тогда епископом Тамбовским и Шацким. Торжественно встреченный духовенством и прихожанами собора, он обратился к собравшимся с краткой приветственной речью и преподал благословение каждому из бывших в храме богомольцев. После чего Преосвященный Кирилл осмотрел Лебедянский собор, который «...по своему наружному красивому виду и полному внутреннему благоустройству принадлежит к лучшим храмам епархии. Наружные стены его требуют в настоящее время новой покраски; внутри он украшен хорошими иконостасами и художественными картинами; особенного внимания заслуживают местные иконы в главном алтаре Христа Спасителя и Божией Матери, а также изображение святого Иоанна Златоуста, совершающего Божественную литургию. Утвари и ризницы в соборе много. Содержится он в отличном порядке. При соборе имеется хорошая библиотека, составленная трудами отца настоятеля. Документы церковные найдены в полном порядке».
Примерно к этому времени относится последнее из дореволюционных описаний соборного храма Лебедяни, сделанное в 1910 г. во время составления страховых оценок церковного имущества: "Соборная Казанская церковь — кирпичная, на каменном цоколе, снаружи и внутри оштукатурена и снаружи обелена, а внутри покрашена масляною краскою; внутри по стенам расписана картинами священноисторического содержания; церковь покрыта железом, окрашенным зелёною масляною краскою. Длина церкви с папертью 95 аршин, ширина холодной церкви 36 аршин, тёплой — 21 аршин, высота до верха карниза холодной церкви 20 аршин, тёплой — 12 аршин... Больших окон во всей церкви 30 штук и малых в стенах и в главах 60 штук... Пол во всей церкви плитовой каменный». Тёплая трапезная собора отапливалась двумя духовыми печами и двумя голландскими. Главный иконостас имел «одну лицевую сторону с продолжением на двух столбах, примыкающих к правому и левому клиросам; боковые иконостасы имеют по две стороны: в северном иконостасе лицевая и южная стороны, а в южном иконостасе лицевая и северная стороны. Длина главного среднего иконостаса с продолжениями — 36 аршин и высота — 10 аршин; лицевая сторона каждого из боковых иконостасов длиною 7,5 аршина, высотою 9 аршин; боковые стороны этих двух иконостасов длины 6 аршин и высоты 6 аршин. Главный средний иконостас оценён в 12 000 рублей, а каждый из боковых иконостасов — в 4 000 рублей... В трапезной два иконостаса в южном и северном нефах, каждый двусторонний".
