Покровский собор, каменный, трехпрестольный, с колокольней, был построен в 1834 году по благословению епископа Нижегородского и Арзамасского Моисея Близнецова-Платонова. Храм строился в течение 10 лет на пожертвования частных лиц, а также за счет государственных средств, которые были выделены по Высочайшему повелению императора Николая I в связи с обращением жителей города. Всего на постройку собора было израсходовано 72 572 рубля. Собор имел три престола: главный Покрова Божией Матери, освящён в 1834 году и придельные в трапезной части во имя Всех святых и святителя Николая Чудотворца, освящены в 1826 году.
В 1923 году собор захватили представители церковного обновленческого раскола. В 1927 году договор властей с обновленческой общиной «за отказом самих верующих ввиду их малочисленности» был расторгнут. В 1931 году Лукояновский горсовет принял постановление использовать здание бывшего Покровского собора под городской Дом культуры. В 1930-е годы по причине аварийного состояния здание собора было разобрано.