Первая церковь в с. Плешивец была построена, по данным «Клировой книги Полтавской епархии за 1902 год», в 1760 году, хотя некоторые историки утверждают, что она возведена значительно раньше, поскольку до 1768 года при ней уже сменилось шесть священников. Рядом с церковью в 1782 году была построена колокольня. Храм перестраивался в 1800 и 1860 годах. Он был деревянным, трехглавым, на каменном фундаменте. На конец ХІХ века его здание настолько обветшало, что появилась необходимость построить новое. Помочь в этом деле прихожане решили попросить своего земляка, выходца из Плешивца, – Тульского епископа Парфения, отец которого тридцать лет был священником в родном селе.
На время обращения к нему Парфений был архимандритом и ректором Московской семинарии. Посетив родное село и встретившись с местными жителями, он поддержал их желание, предоставил посильную материальную помощь и пообещал, что и в будущем по мере возможностей будет помогать и просить других внести свою лепту в это святое дело.
К тому времени в Москве умирает одна чрезвычайно богатая особа, некая Ведмедикова. По духовному завещанию она оставила огромный капитал на построение церквей и других благотворительных учреждений, одним из опекунов которого назвала епископа Парфения. На первому же заседании опекунского совета Парфений доложил о намерении построить церковь в своем родном селе, к чему совет отнесся с сочувствием и выделил на это 30 тысяч рублей из завещанного капитала. Тогда епископ решает построить в с. Плешивец не деревянный храм, а каменный. К тому же нашлась еще одна благодетельница в этом деле – вдова московского банкира Спиридонова, Вера Богдановна, которая пожертвовала на новый храм свыше 60 тысяч рублей.
Нужно было составить план здания. Ни один из проектов, предложенных московскими архитекторами, епископу Парфению не понравился. Он решил посоветоваться с известным исследователем Запорожской Сечи Д.И. Яворницким, который показал ему проект Троицкого собора запорожского городка Самары, ныне г. Новомосковск Днепропетровской области. Эта церковь напомнила Парфению знакомые ему с детства характерные черты архитектуры украинских храмов и была немного похожа на старую плешивецкую. Он решил построить новый храм именно в таком стиле. Проект разработал известный московский архитектор и художник И.С. Кузнецов. Автор плешивецкого храма не только сумел воссоздать в камне точную копию запорожской церкви, но и усовершенствовал общий силуэт здания. Кузнецов пропорционально уменьшил размеры храма: Троицкий собор в Самаре имел высоту почти 65 м, а Покровский в Плешивце – немного больше 45 м, от земли до центральной главы с крестами.
План церкви крестообразный, фасады со всех четырех сторон одинаковые. На высоте 4,5 сажен от земли берут начало купола и, разбиваясь на три группы, соразмерно одна выше другой, поднимаются вверх. Таким образом, из общей основы возвышаются 9 куполов. Главы внутри храма освещаются окнами, причем восемь глав имеют по два яруса окон, каждый по четыре окна, а девятая, центральная глава имеет три яруса окон, по восемь в каждом. Смотря на фасад церкви, трудно представить оригинальность, грациозность и легкость ее внутреннего вида – этот эффект создается наклонами стен куполов. Длина и ширина собора по внешним размерам – 12,56 погонных сажен. Высота от земли к центральной главе с крестом составляет 21 сажень. Шестиярусный иконостас для нового храма выполнил тоже И.С. Кузнецов, а иконы написал московский художник В.П. Гурьянов. Стоимость строительства составила немного больше 100 тысяч рублей.
Строительство собора было начато осенью 1902 года, а в 1906 году, в течение трех дней, совершалось освящение нововозведенного храма. Силуэт собора величественно смотрится на фоне крутого склона в долину Псла. Он стал украшением села и очень гармонирует с местными достопримечательностями и ландшафтом. Высоко оценил его даже «отец» украинской истории Михаил Грушевский на страницах своей многотомной «Истории Украины-Руси». С храмом гармонично соединяется колокольня, построенная в 1909–1911 годах с северной стороны собора. Старожилы рассказывали, что в тихую погоду волшебный перезвон ее колоколов был слышен до Лебедина и Гадяча.