После посещения Екатеринодара царской семьей в 1888 г. и их чудесного спасения при крушении поезда возник замысел строительства Екатерининского собора. Через год на заседании городской думы было принято решение основать в храме престолы в честь небесных покровителей семьи Александра III – св. Александра Невского. св. Марии Магдалины, св. Николая Чудотворца, св. великомученика Георгия, св. князя Михаила Тверского, преп. Ксении, св. княгини Ольги. Главный престол посвящался св. вмч. Екатерине – покровительнице города. Много лет ушло на сбор средств и подготовку к строительству. Составление проекта храма было поручено городскому архитектору И.К. Мальгербу, выпускнику института гражданских инженеров. Инженерные расчеты были составлены Б.К. Правдзиком. К 1898 году проект был завершен.
Храм по своей композиции и деталям напоминал собор в Новочеркасске. Пятиглавие, колокольня над главным входом, рисунок окон, декор главного и бокового фасадов следовали более масштабному Новочеркасскому собору. Композицию лишь дополняли два симметрично расположенных придела или часовни, фланкирующих главный вход. Устройство приделов предусматривалось и в крипте. Проектируемый храм должен был стать самым большим в Кубанской области. Тогда же проект был утвержден городской думой, и началось строительство. Закладка храма состоялась 23 апреля 1900г. Ход строительства затягивался то нехваткой средств, то политическими событиями. Общестроительные работы завершились только в 1911 году, и в сентябре на главы были водружены кресты. Потом приступили к отделке, которая как и в Новочеркасске, была доверена Обществу русских художников. Роспись покрывала только самые ответственные участки стен, сводов и куполов. Всего в росписи намечалось поместить около семидесяти сцен Нового завета и изображений святых. Они, по подобию киевского Владимирского собора, должны были располагаться среди «византийского» и «древнерусского» орнамента. Следование признанным архитектурным образцам предполагало сооружение богато убранного мраморного иконостаса. Освящение собора состоялось 23 марта 1914 года, а работы по его внутреннему убранству продолжались еще несколько лет.
После революции собор стал обновленческим, но и это не спасло его от гонений. Церковные ценности были изъяты. В 1931г. запрещены колокольные звоны. Собор уцелел благодаря стараниям И. К. Мальгерба, которому удалось убедить комиссию по разрушению храмов в нецелесообразности его уничтожения, но собор был закрыт: в нем устроили склад. Деятельность собора была возобновлена в 1944 г., после освобождения Краснодара от фашистов. Но названия приделов были изменены: Успенский, Воскресенский, Благовещенский, Сергиевский, Варваринский. Главный из приделов сохранил свое прежнее название — Екатерининский. К празднику 1000-летия крещения Руси в Екатерининском соборе были заново выполнены настенные росписи Свято-Успенского придела, в Георгиевском был обновлен иконостас. Тогда же из Ейска был привезен найденный там в сарае колокол 1906г. В 1990 г. Екатерининский кафедральный собор приобрел в г. Воронеже звонницу из 7 колоколов современного литья, а в 1992 г. — колокол «Благовест», самый большой, весом в полторы тонны. В настоящее время собор имеет 12 колоколов.
