Знаменский кафедральный собор – главный, один из древнейших и самых красивых православных храмов Тюмени, вызывающий невольное восхищение своей архитектурой у каждого, кто видит его впервые. Здесь находится кафедра Высокопреосвященнейшего Димитрия, правящего Митрополита Тобольской митрополии, который является настоятелем собора. С начала 2000-х годов по 2008 год Знаменский кафедральный собор был центром церковного округа — Тюменского благочиния, которое включало в себя г. Тюмень, Тюменский, Исетский, Нижне-Тавдинский, Ялуторовский, Заводоуковский, Омутинский, Юргинский районы, города Ялуторовск и Заводоуковск.
Расположенный по улице Семакова, 13, до 1922 года — ул. Подаруевская, собор представляет собой яркий пример разновременной постройки, выполненной последовательно и до конца в первоначальном стиле. Глядя на это сооружение сейчас, трудно поверить, что оно строилось в общей сложности почти 150 лет. Точная дата основания церкви в честь иконы Божией Матери «Знамение», к сожалению, остается неизвестной, она колеблется между 1624 и 1659 годами. Первая деревянная церковь сгорела в пожаре 1697 года, затем была восстановлена и вновь уничтожена огнем в 1766 году. В 1768 году на месте сгоревшей деревянной была заложена каменная церковь. Основные этапы строительства были завершены в 1786 году.
Первая каменная церковь состояла из крыльца с круглыми колоннами, притвора с колокольней над ним, трапезной и главного храма. В трапезной на правой стороне находился теплый придел во имя Иоанна Златоуста, в котором зимой совершалось Богослужение, а главный – Знаменский – был рассчитан только для летнего периода. Крыша церкви, купол, подглавки и ограда были деревянные. Четырехугольная колокольня состояла из двух ярусов. Под первым ярусом на лицевой стороне, над крышей крыльца, имелось углубление в виде круглого окна, внутри которого была вставлена стеклянная рама с иконой Страшного суда. Икона находилась здесь до 1837 года. Затем ее поместили на стене в паперти, а прежнее место украсили иконой «Знамение». В написании икон для Знаменской церкви принимали участие два местных мастера живописи: тюменский мещанин Е.К. Соломатов и тобольский живописец, ямщик Ф.И. Черепанов.
В декабре 1850 года был утвержден план реконструкции Знаменской церкви, предусматривавший расширение и переделку ее из холодной в теплую. По этому плану церковь должна была стать двухпридельной. Реконструкция производилась на средства тюменского купца-мецената И.В. Иконникова. Во время реконструкции здания в 1851-1862 годах северный придел был разобран, построен южный, во имя святителя Иоанна Златоуста, сгорел в конце XIX века. Одновременно с реконструкцией Знаменской церкви был высажен сад в церковной ограде. В 1880 году деревянный пол в церкви заменен чугунным.
В 1901 году на средства екатеринбургского купца-мецената М.И. Иванова к Знаменской церкви были пристроены два придела – в честь иконы Божией Матери «Скоропослушница» и во имя святителя Иоанна Златоуста. На пожертвования купца М.И. Иванова в 1904 году к церкви пристроен еще северный придел – Никольский. В этом же году было закончено сооружение купола над трапезной и на один ярус увеличена колокольня.
Сейчас Знаменский собор представляет собой хотя и сложное, но целостное сооружение, очень интересный и редкий образец русского барокко в Сибири.
Знаменская церковь одна из первых после Свято-Тоицкой монастырской школы находилась у истоков духовного образования в Тюмени и в близлежащих сельских приходах. Со второй половины XIX века почти при каждом церковном приходе открывались церковно-приходские школы, однако еще в первой половине ХIХ столетия в городе уже находилось одно уездное и два приходских училища: Знаменское, образованное 21 мая 1820 года, и заречное, Вознесенское, образованное 24 августа 1852 года. К 1917 году в Знаменском приходе уже существовали женская гимназия, высшее начальное училище и приходская школа. Обучавшихся к 1920 году было до 20 мальчиков и 30 девочек.
В 1913 году в храме состоялось торжество по случаю переименования Знаменской церкви из приходской в соборную. В 1929 году Знаменский собор закрывают. С 1930 года по 1944 год здание собора использовали как пересыльную тюрьму, а затем МТС.
Интересен такой факт из советской истории Знаменского собора. В июне 1965 года вокруг собора бригадой из 9 рабочих механического завода за несколько дней была сделана металлическая ограда. Все работы осуществлялись по письменному указанию секретаря горисполкома Н.К. Сироткина и директора механического завода С.В. Емельянова, которые приняли к исполнению заказ Церкви. В итоге оба получили по выговору от бюро горкома КПСС с занесением в учетные карточки. На 1980 год в Тюмени функционировало только два православных храма: Знаменский и Всех Святых.
Главная святыня собора – икона Божией Матери «Знамение». Многочисленные списки с иконы «Знамение» известны по всей России. Многие из них просияли чудесами в местных храмах и были наименованы по месту явления чудес. К таким спискам относятся Дионисиево-Глушицкая, Абалакская, Курская, Серафимо-Понетаевская и другие иконы. С 1852 года тюменский образ Божией Матери «Знамение» стал почитаться как чудотворный и был перенесен за правый клирос, в новый резной киот. Первое явление чуда связано с эпидемией холеры в 1848 году. Именно в это гнетущее время, как указывается в летописи Знаменской церкви, прихожанину С.Е. Зубареву приснилась икона «Знамение» Божией Матери. Во сне ему открылось, что, если эту икону снять с колокольни и пронести ее вокруг города, то болезнь прекратится. Этот сон Зубарев сообщил прихожанам. В воскресенье, 8 августа, сняв икону с колокольни, они совершили перед ней молебное пение, занося в свои дома. С 7 по 17 августа уже все жители Тюмени прибегли с мольбой к Божией Матери, и икона была обнесена вокруг города. Смертность от холеры пошла на убыль, а затем прекратилась и сама болезнь. Это проявление милости Божией через икону «Знамение» Пресвятой Богородицы возбудило в душах верующих особое благоговение, и она с этого времени навсегда оставалась в помещении церкви.
В апреле 1992 года настоятелем собора протоиереем Валерием Гордеевым были привезены 4 колокола, которые ранее находились на дальневосточных маяках приморского края «Милютин», «Аскольд», «Песчаный» и «Датта». Колокола были переданы Церкви ходатайством Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Алексия II и решением Главнокомандующего военно-морским флотом адмирала В. Чернявина. Колокола для маяков были отлиты еще до революции в г. Тюмени компанией «Торговый дом Гилева П.И. Сыновья». Два колокола установили в Знаменском соборе, а два других были установлены на колокольне в Тобольске.
В 1994 году в Тюмени возобновилась традиция Крестных ходов. Первый Крестный ход состоялся от Знаменского собора до Троицкого монастыря на празднование Святой Троицы. В 2002 году за счет средств благотворителей и пожертвований прихожан на звоннице собора были установлены 12 новых колоколов. В 2003 году за счет пожертвований прихожан на соборе были заменены купола и кресты. Реставрация собора продолжается и по сей день.