Вперше про собор згадується в літописах 1585 року. Цей костел був закладений польським королем Стефаном Баторієм. У 1643 році дружина земського судді Агнешка Пашинська купила землю біля костьолу й вирішила пожертвувати її ордену бернардинців. Через деякий час, у 1720 році віленський староста Карл Радзивілл побудував на цій землі камінний монастир у формі півкулі.

Коли Волинь була частиною Польщі, в монастирі розміщувались Волинська воєводська адміністрація та публічна бібліотека, а після Другої світової війни приміщення було передане міліції. У 1992 році монастир перейшов до рук неканонічної Української православної церкви. На сьогодні у цьому приміщенні діє Духовна семінарія Української Православної Церкви Київського патріархату й обласна бібліотека.

Храм є взірцем базиліки – тип архітектурної споруди, притаманний часам Римської Імперії. Перекриття базиліки опирається на два ряди колон й утворює три нефи – витягнуті приміщення. Над центральною частиною храму зведений купол, а на західному фасаді – одноярусна дзвіниця. Первинні елементи декору фасаду все ще збереглись.

Справжня цінність собору – позолочений іконостас 17 століття псевдо-руського стилю. Головний елемент іконостасу – ажурні царські ворота із зображенням чотирьох євангелістів і Благовіщеням. Особливо цінними є ікони храму – «Вознесіння Хреста Господнього» і «Собор руських святих» 19 століття.