Благовещенский собор, каменная, двухэтажная с каменной колокольнею церковь. Построена в 1810 году на средства прихожан и других жертвователей. В летописи собора значится, что в 1812 году, по ходатайству храмоздателя, Буйского уезда казначея Петра Михайловича Попова, Его Величество, Государь Император Александр I Благословенный изволил всемилостивейше пожертвовать тысячу рублей ассигнациями на внутреннее устройство собора. Собор обнесен каменною оградою с железными решетками. Кладбище находится в полуверсте от собора, обнесено каменною оградою.
Достопримечательность церкви, древние иконы Божией Матери, Смоленская, Владимирская и Явление прп. Сергия Радонежского, древнего греческого письма, с надписью на задних сторонах, «Царь и великий князь Иван Васильевич всея Руси», все иконы в серебряных вызолоченных ризах, с такими же венцами, икона великомученицы Параскевы-Пятницы, в серебряной вызолоченной ризе, почитаемая не только прихожанами, но и окрестными жителями, напрестольный крест шестиконечный серебряный, кругом золоченый, внутри коего в кипарисовом древе пять частиц мощей неизвестных святых, залитых воскомастикой, и частица древа креста Господня, крест маленький, серебряный, с мощами святых, имена коих, вырезанные на задней стороне, стерлись от времени, оклады на Евангелиях, потир, дискос, звездица, копие, лжица и блюдца серебряные, вызолоченные, ковчег литой, древне византийского стиля, кадило, ковш для теплоты, все высокой работы известного фабриканта Сазикова.
Соборная Благовещенская церковь представляет собой наиболее древний сохранившийся архитектурный памятник города Буя, обладающий чертами уникального архитектурного сооружения и доминантной градостроительной ролью в застройке исторического центра в городе Буе. В конце 20-х годов храм был закрыт для богослужений, и с 1934 года в нем разместился хлебозавод.
В 1999 году благочинным Буйского района протоиереем Аркадием Климовым было подано прошение на имя архиепископа Александра с просьбой о благословении на предмет передачи Костромской епархии Благовещенского собора, в котором в то время так и располагался хлебозавод. Процесс возвращения храма Православной церкви происходил тяжело, длительные переписки, арбитражный суд. И только в 2004 году Благовещенский собор был передан в собственность Костромской епархии Русской Православной Церкви. Начались реставрационные работы. Много внутри разрушено и перестроено. Колокольня использовалась как водонапорная башня, на ней не было одного яруса.
В течение двух лет были убраны лишние пристройки, и только после этого смогли приступить к реставрационным работам. Был восстановлен утраченный ярус колокольни с установкой шпиля и креста. Воссоздана часть стены собора, где стояли печи бывшего хлебозавода. В 2010 году Благовещенскому собору исполнилось 200 лет со дня основания. К концу 2010 года первый этаж храма в честь Благовещения Пресвятой Богородицы был полностью отреставрирован. Его торжественное освящение было совершено 12 декабря управляющим Костромской епархией архиепископом Алексием.
В течении 6-ти лет велись реставрационные работы в верхнем храме Благовещенского собора. Живописные работы выполнены палехскими художниками на высоком профессиональном уровне.
12 августа 2016 года состоялось знаменательное событие, епископ Ферапонт, управляющий Костромской епархией, посетил Буй и совершил чин великого освящения верхнего храма Благовещенского собора. Владыка совершил и первую Божественную литургию в освященном храме в сослужении настоятеля храма, протоиерея Аркадия Климова, благочинного Буйского и Сусанинского районов, и приглашенного духовенства.
