Крестовоздвиженский Собор с приделами в честь Казанской иконы Божией Матери и Святителя Иоанна Златоуста входит в состав Успенского Брусенского женского монастыря. Он был возведен к 300-летнему юбилею монастыря по инициативе игуменьи Олимпиады, которая была настоятельницей монастыря с 1848 года по 1873 год, в 1855 году и освящён в 1858 году. Проект разрабатывал архитектор А.С. Кутепов, но в 1850 году. Присутствие департамента проектов и смет признало проект «неудовлетворительным по неблаговидности фасадов». В том же году принят был проект В.Е. Моргана, который, оставив план без изменений, основательно переработал фасады. Этот проект и был реализован с некоторыми отклонениями.
С точки зрения архитектуры, здание храма построено в сочетании приемов классицизма с псевдо-русским стилем. Он представлял собой пятиглавую шатровую конструкцию, четыре купола в которой были глухими, центральный пятый световым. Фасад в духе XVII века разделен с помощью парных полуколонн на прясла. Основной мотив убранства, это наличники, которые имитировали формы московского барокко. Архитектура здания была подчеркнуто декоративной, проявлявшейся цветовом контрасте краснокирпичных стен с белокаменными многочисленными деталями. В западном притворе стояли хоры.
В 1920-е годы после закрытия монастыря с Крестовоздвиженского собора были сняты барабаны и купола. В советское время считалось, что «поздние постройки, в том числе Воздвиженский собор значительного художественного интереса не представляют». В здании были размещены склады. Восстановление храма состоялось в начале XXI века с возвращением Брусненской обители статуса монастыря.
