В 1641-1646 годах с восстановлением города Орла после сожжения поляками и литовцами строится церковь на посаде в Большом остроге во имя Богоявления Господа, значительно менявшая свой облик впоследствии. Со временем при обители возникает мужской Богоявленский собор.
После пожара, в 1680 г. церковь переносится на версту вниз по Оке. Примерно в то же время была превращена в приходскую. Каменное здание Богоявленского собора в Орле было возведено приблизительно в первом десятилетии 18 века, о чём свидетельствуют его архитектурные формы. Облик церковного здания, наиболее близок к первоначальному, сохранившийся в рисунках и фотографиях, стройный, богато украшенный декором. По стилю относится к так называемому «нарышкинскому барокко» рубежа 17-19 веков, распространённого в боярской среде, близкой к царскому двору.
В 1837 году Богоявленский собор был капитально перестроен. Совершенно новый художественный облик придали массивные апсиды, новые классицистические портики. Неизменными остались части основного объема и колокольня. Самое значительное изменение в здании Богоявленского собора произошли в 1900 году — было признано, что колокольня грозит падением, и она была разобрана. Через восемь лет началось возведение новой, центр колокольни составили две башни. Стиль был использован псевдо-русский, в конце 19 — начале 20 веков он доминировал в русской архитектуре. Ярусы столпа, уменьшающиеся в объёме и украшенные кокошниками и малыми главками.
С 1900 года настоятелем церкви значился протоиерей Илия Васильевич Ливанский, в 1906 году ставший председателем Орловского церковного историко-археологического общества.
В 1939 году колокольня Богоявленского собора вновь была разрушена. В годы войны был сбит малый глухой восьмерик и венчавшая его главка с крестом. В 1948 году Богоявленский собор уже находился в ведении верующих, велась подготовка к ремонтно-восстановительным работам. В 1952 году была установлена повторная главка. Частично расписана московским художником трапезная храма в 1956 году, а в 1957 году восстановлена старая живопись основного объема.
В 1964 году Богоявленский собор в Орле был приспособлен под городской кукольный театр — разобрали главу храма, сняли кресты, а внутреннее подкупольное пространство перекрыто плоским потолком.
Собор был передан общине верующих уже в 1994 г. 6 апреля 1996 г. освящён архиепископом Орловским и Ливенским Паисием.
