Храм Александра Невского явился одним из первых каменных зданий Новосибирска (а в то время Новониколаевска), он воплотил в себе стилистику неовизантии. В 1895 году аборигены попросили у Томского епископа Макария (Невского) возвести в Новониколаевске собор в честь благоверного князя Александра Невского. Архиепископ согласился помочь жителям города, был образован комитет под руководством начальника строительства Среднесибирского участка ж/д дороги – Меженинова; собрали пожертвования. А в декабре 1895 года освятили деревянную времянку (молитвенный дом).
В целом строительные работы длились с 1897 по 1899 годы.
Загадкой остается личность автора проекта собора. Разные источники выдвигают кандидатуры художника-архитектора Лыгина, Николая Соловьева или архитекторов Пруссака и Косякова. Сходятся мнения в одном, прототипом храма явился храм Божией Матери в Санкт-Петербурге.
Руководил работами по возведению храма Тихомиров, заложили будущий собор в мае 1897 года, а к концу 1898-ого закончили с кладкой стен. Освятили храм в декабре 1899 года, сделал это тот же епископ, который дал благословение на стройку. В 1904 году освятили боковые пределы, один во имя Николая Чудотворца, другой – Георгия Победоносца. Зимой 1910 года храм стал «сердцем» благочиния церквей Новониколаевска, в 1915 году обрел соборный статус.
Немалое внимание строительству оказывала царская семья, ведь храм возводили в качестве памяти устроителю Великого Сибирского пути императору Александру Третьему. Царское семейство безвозмездно отдало земельный участок, средства и даровало храму утварь и иконы, церковное облачение служителям (из золотой парчи, между прочим).
А в 1937 году собор закрыли. Были попытки взрыва, которые привели лишь к разрушению перегородок. В 40-х внутри базировался проектный институт «Промстройпроект», позднее – студия кинохроники (последняя продержалась до весны 1984 года). Здесь выпускали киножурнал, документалистику. В годы Советской власти были уничтожены росписи, установлены новые перекрытия, образовавшие в храме 3 этажа, а в куполе устроили комнату.
В 1971 году в ходе прокладки кабеля у собора, случайно обнаружили могилу строителя храма - инженера Н.М. Тихомирова. Останки были перенесены на Заельцовское кладбище города. По прошествии нескольких десятков лет в месте погребения возвели мемориальный комплекс Тихомирова (руководителя строительства собора Александра Невского и строителя первого моста через Обь) с присвоением статус памятника истории г. Новосибирска.
В 1984 году здание досталось филармонии Новосибирска, разработали проект реставрации и перестройки с задумкой устроения внутри концертного камерного зала, который подразумевал возведение еще одного подземного яруса. В 1988 году уже хотели начать воплощение задуманного, но вмешались жители города, ратовавшие за возвращение собора Русской православной церкви.
Агитации совпали с тысячелетием Крещения Руси, активную позицию занял митрополит Новосибирский и Барнаульский Гедеон. Летом 1989 года храм вернулся церкви. А в мае 1991 года его освятил Патриарх Московский и всея Руси Алексий Второй.
К тому времени, как храм вернулся церкви, состояние его оставляло желать лучшего – взорванная колокольня, измененная планировка, утерянная собственность и предметы интерьера, изношенность внешняя и внутренняя, наличие лишних пристроек…
Началось восстановление храма – вернулась колокольня, отремонтированы купола, внешние стены, вернулась прежняя планировка, стены отштукатурили, частично отреставрировали иконостас, утварь, роспись, возвели вблизи собора крестильный храм во имя Иоанна Предтечи с купелью для крещения с полным погружением.
Теперь ежедневно ведутся богослужения, горожане осуществляют благотворительную и миссионерскую деятельность, при храме действуют братство и сестринство, центр по борьбе с сектантством.
В соборе хранится икона с частью мощей и схимы святого великого и благоверного князя Александра Невского, находится она на амвоне у главного алтаря. Есть частицы мощей святого преподобного Амвросия Оптинского, святого праведного Симеона Верхотурского, святого праведного Феодора Кузмича, Киево-Печерских и других святых.