Церковь находилась на городском валу. Строительство началось в 1767 году на средства государства "государевым комитетом". Строилась на месте церкви Успения Пресвятой Богородицы, которая сгорела в 1763 году. В 1787 году Екатерина II, проезжая через город, посетила Екатерининскую церковь и сделала пожертвование на строительство колокольни и двух приделов: Андрея Первозванного и святых Константина и Елены. С 1789 года церковь соборная. В 1812 году церковь пострадала незначительно благодаря местоположению, ущерб составил 48 рублей. В 1847-48 гг. вместо двух приделов устроен один вместительный придел Благовещения Пресвятой Богородицы. В 1877-78 гг. устроен второй придел Преподобного Сергия Радонежского.
В 1930-е годы собор был закрыт и использовался как клуб. Тогда же разобрана колокольня. Весной 1943 года собор был взорван фашистами.
http://www.dorogobug.ru/index.php/articles/237-dorogobuzh-tserkov