Храм блаженного Прокопия Устюжского был сооружен по планам архитектора А.С. Нюренберга, построен архитектором А.Н. Серовым. Закладку храма освятил архиепископ Филофей 18 декабря 1961 года. Освящение храма было совершено 5 сентября 1965 года митрополитом Филаретом.
В конце Второй мировой войны в Гамбург и его окрестности хлынул огромный поток (около 10 тысяч человек) русских беженцев, в основном «остарбайтеров». Этих людей окормлял архимандрит Виталий (Устинов), будущий Первоиерарх Русской Православной Церкви заграницей. Во многих лагерях для «перемещенных лиц» были созданы общины и устроены временные церкви (всего в Западной Германии их было 200). В Гамбурге барачная церковь на ул. Харфестэхудэвег, 27 была освящена во имя блж. Прокопия Устюжского, который был родом из недалеко расположенного Любека.
В 1953 эта временная церковь стала кафедрой викарного архиепископа Гамбургского и Северо-Германского Филофея (Нарко), который возглавлял ее 30 лет. Именно он стал инициатором постройки каменного храма на 350 человек в самом Гамбурге, заложив его 18 декабря 1961 по проекту русского зодчего А. С. Нюренберга. Здание псково-новгородского стиля, к которому примыкает двухэтажная пристройка с квартирой священника, возводил архитектор Л. Н. Серов на участке, безвозмездно предоставленном городом, при денежной поддержке протестантских и католических церквей. Строительство обошлось в 410 тыс. марок.
Освятил церковь 3 сентября 1965 митрополит Филарет, тогдашний Первоиерарх РПЦЗ, при участии архиепископов Берлинского и Германского Александра, который в 1971–1982 служил в ней, Гамбургского Филофея, Женевского и Западноевропейского Антония и епископа Нафанаила.
Четверик здания покрыт крышей зеленого и увенчан голубой главкой, на которой начертаны золотые звезды. Над входом с перспективным порталом возвышается небольшая луковка; такая же украшает трехарочную звонницу на южном фасаде. Белоснежные оштукатуренные стены прорезаны узкими окна-бойницами. Внутри стены храма расписаны в древнерусском стиле бар. Н. Б. Мейендорфом, который исполнил также образа в двухъярусном иконостасе. В работе ему помогала дочь Елена Николаевна. Интерьер украшает красивое двухъярусное чеканное паникадило, подарок одного армянина.
Гамбургский собор стал первым русским храмовым зданием и архиерейской кафедрой на севере Германии. Кроме того, он — лучшее творение церковной архитектуры Русского Зарубежья в послевоенной Европе, ибо снаружи отличается хорошо найденными пропорциями и живописной композицией, внутри — нарядным стилизованным убранством. До 2005 настоятелем храма являлся пожилой прот. Амвросий Бакхаус из православных немцев. Для этих немцев службы проходят раз в месяц в Никольской домовой церкви.
В старинном Любеке с 1945, в приделе протестантского храма св. Екатерины, действует одноименная с гамбургской православная церковь. В обоих храмах служит ныне о. Иосиф Вовнюк.
