Построена из кирпича, в стиле московско-византийских церквей, с 5 куполами и двухъярусной колокольней над притвором, по проекту и смете архитектора В.И. Лунского, на сумму 20901 руб. 70 коп., из средств, отпускаемых правительством на постройку церквей в Прибалтийских губерниях, а также за счет пожертвований, в том числе и на пожертвования жителей Валга, собранные по подписке. Строительство велось под руководством подрядчика С.Д. Фельдера. Освящена церковь 18 октября 1898 года, второй престол в честь Казанской иконы Божией Матери. В 1923 году церковь названа собором. В настоящее время церковь охраняется государством как памятник архитектуры. В данный момент находится под юрисдикцией Константинопольского патриархата.