Главная тотемская городская церковь, Богоявленский собор, сначала стояла внутри стен старинного деревянного острога, или кремля. Краевед-священник П. П. Арсеньевский считал, что первый храм здесь был выстроен около 1543 года. После того как в 1743 году остатки укреплений вместе с деревянной соборной церковью Рождества Богородицы сгорели, началось строительство каменного храма, нижний этаж которого в 1749 году и был освящён во имя Богоявления Господня. Эта церковь являлась одним из лучших образцов стиля тотемского барокко. Клейма покрывали все межоконные пролёты на стенах, хотя и не отличались разнообразием форм, если судить по рисунку-панораме Тотьмы начала ХIХ века, сохранившегося до наших дней. На нём отчётливо просматривается как Богоявленская церковь, так и соседняя церковь «под колоколами», Казанская, тоже с картушами. К сожалению, 14 июня 1815 года верхняя церковь Рождества Богородицы выгорела и к 1822 году по плану архитектора И. А. Фохта была перестроена. Затем здание собора в 1863-1872 годах сильно расширили по проекту П. В. Иконникова, для большей вместимости прихожан, да так, что от первоначального облика барочной церкви уже ничего не осталось.
Новый облик главного храма Тотьмы вызывал определённые вопросы у современников; Константин Случаевский, посетивший Тотьму в 1885 году, отзывался о Богоявленском соборе так, «О пяти куполах, с очень длинною колокольней, выкрашен желтою краской, а купола зеленые, что некрасиво, каменный купол только центральный, остальные деревянные на длинных шейках. Иконостас его в стиле Возрождения, с коринфскими колоннами, над царскими вратами, под высокою дугой, писанная масляными красками Тайная Вечеря, центральный купол внутри также на четыре ската. В храме было 7 престолов, в нижней тёплой церкви во имя Богоявления Господня, в приделах: на правой стороне во имя архистратига Михаила, на левой святого Дмитрия Ростовского, в верхней, холодный во имя Рождества Богородицы, в правом приделе во имя Тумбовской иконы Божьей Матери, в левом во имя апостолов Петра и Павла и великомученика Пантелеймона.
При советской власти, после очередного пожара, оставившего собор без куполов, здание в 1929 году приспособили под кинотеатр «Октябрь», а в наше время под городской центр культуры, который и поныне пребывает в его стенах.
