Ещё в конце XVIII века встал вопрос о необходимости строительства нового православного храма, однако после длительных обсуждений проект так и не был реализован. К дискуссиям на эту тему возвращались в 1836 году, когда в рижской православной церкви Петра и Павла было объявлено об открытии в Риге викарной кафедры Псковской епархии, а также в 1850 году, когда образовалась самостоятельная Рижская епархия и эта же церковь была объявлена кафедральной.
В самом начале 1870-х годов генерал-губернатор Прибалтийского края князь Багратион по совету сподвижников, представителей русского населения губерний Прибалтики, направил официальное ходатайство главе внешнеполитического ведомства Российской империи А. М. Горчакову, в котором была сформулирована мысль о необходимости строительства храма, с которой Горчаков согласился. После этого архиепископ Рижский и Митавский Вениамин (Карелин) обратился к православным, населявшим губернию, с просьбой о пожертвованиях в пользу строительства православного храма.
В то же время известно, что 1 сентября 1873 года над губернской столицей произошла сильнейшая за последнее время буря, и в церковь Петра и Павла ударила молния, серьёзно повредив колокольню храма, выбив стёкла в верхних окнах и повредив позолоту — вероятно, это обстоятельство также способствовало скорейшему решению вопроса о строительстве нового храма. Наконец, 17 апреля 1874 года российский император Александр II выделил Рижской епархии 900 000 рублей для создания нового кафедрального собора, который стал бы по-настоящему представительным православным храмом на территории Лифляндской губернии.
Три проекта будущего собора были отправлены на рассмотрение в Москву. Один — проект молодого и многообещающего зодчего Яниса-Фридриха Бауманиса, первого архитектора-латыша с высшим архитектурным образованием. Второй проект принадлежал работавшему в Риге с 1853 года академику Санкт-Петербургской АХ Генриху Шелю, автору многих известных зданий в городе. Но в итоге в 1875 году предпочтение было отдано проекту молодого, но амбициозного выпускника Петербургской Академии художеств Роберта Пфлуга, который предлагал строительство храма в неовизантийском стиле, что отчасти преследовало определённые политические цели (в середине XIX века между русской и остзейской общинами в регионе разыгралась «война памятников» и архитектурных стилей).
Храм было решено сооружать на территории свободного участка — эспланады, застройка которой формально была запрещена. Только в 1902 году с противоположной стороны той же эспланады начнётся строительство Рижской коммерческой школы, которым займётся архитектор Вильгельм Бокслаф.
Конкурс подрядчиков выиграл строительный мастер Виленской губернии академик Н. М. Чагин. Орнаментальный декор и каменные строительные детали были изготовлены в мастерской Августа Фольца. Освящение закладного камня собора состоялось 3 июля 1877 года. Императором Александром II были подарены храму 12 колоколов, самый большой из которых, во имя благоверного князя Александра Невского, весил более 820 пудов. Мастером-литейщиком, отливавшим колокола, был Ксенофонт Верёвкин, работавший в мастерской Н. Д. Финляндского в Москве. Для размещения колоколов, принесённых в дар, понадобилось дополнительное сооружение колокольни над входом в православный собор, что также было профинансировано российским императором.
В оформлении интерьеров Христорождественского собора участвовали известные в России мастера живописи: ректор Петербургской Академии художеств П. Шамшин (его кисти принадлежат иконы «Иоанн Креститель» и «Богоматерь с младенцем»), а также академики К. Б. Вениг и В. В. Верещагин. Верещагин являлся автором икон первого яруса главного иконостаса; ему же принадлежит роспись Царских врат. Помимо того, Верещагин создал следующие иконы для Христорождественского собора: «Рождество Христово», «Рождество Пресвятой Богородицы» и «Святой Александр Невский». Профессор Васильев написал иконы для второго и третьего ярусов иконостаса; ему ассистировали художники Ф. С. Журавлёв и А. И. Корзухин.
24 апреля 1884 года завершённый храм был передан духовному ведомству, а 28 октября того же года освящён митрополитом Киевским и Галицким Платоном (Городецким) в сослужении епископов Рижского и Митавского Доната и Ковенского Сергия. В день освящения состоялся крестный ход, во время которого в новый храм принесли иконы из бывшей кафедральной церкви апостолов Петра и Павла. Большая часть икон была создана по заказу Рижского строительного комитета специально для нового храма. В этом храме богослужения проводились на четырёх языках: церковнославянском, латышском, эстонском и немецком, то есть службы велись для прихожан разной национальной принадлежности. Всего в строительство православного кафедрального собора было вложено более полумиллиона рублей, в том числе — более 140 тысяч на обустройство интерьеров.
Настоящей гордостью храма было собрание его икон, многие из которых были принесены прихожанами в дар. Всего при одной из описей церковного имущества было зафиксировано 850 предметов.
Есть сведения, что в сентябре 1894 года здесь совершал богослужение Иоанн Кронштадтский.
Православная церковь в Риге была построена по инициативе генерал-губернатора Прибалтийского края князя Петра Багратиона в 1877–1884 годах. Деньги на его строительство выделил Александр II из российской казны, оставшиеся средства собрали в результате народных пожертвований. Автором проекта собора в неовизантийском стиле выбрали Роберта Пфлуга, хотя в непосредственном строительстве здания он участия не принимал — это поручили архитектору Николаю Чагину.
Церковные иконы написали художники Петр Шамшин, Василий Верещагин и Василий Васильев. В 1917 году храм отдали Лютеранской церкви, впоследствии он был разграблен и опустошен. В 1922-м, после небольшой реставрации, службы возобновились и проходили вплоть до 1963 года: тогда храм снова закрыли. Его внутреннее убранство полностью уничтожили, и в здании разместили планетарий, кафе и другие светские учреждения. В 1991 году храм вернули верующим.
