Среди ковровских храмов Христорождественский собор самый древний. Об основании Рождественской церкви существует предание. По легенде, в канун Рождества в этих местах заблудился князь Андрей Боголюбский. Возвращаясь из Суздаля к Стародубу, он сбился с пути и не знал, как выбраться из леса. День был вьюжный и морозный. Уже начинало темнеть, когда вдруг вдалеке он увидел слабый огонёк. Это горела лучина в избушке зверолова Елифана. Князь заночевал в избушке, а на следующий день в честь своего спасения приказал построить в этой деревне церковь. В память об этом событии поставили деревянную церковь, а так как произошло оно в канун Рождества, то храм освятили в честь Рождества Христова.
В конце ХVII века вместо деревянного возвели каменный храм. Первоначально престолов в нём было два, главный в честь Рождества Иисуса Христа и придельный во имя Макария, Калязинского Чудотворца. Позже храм обрёл ещё одну икону, которая стала главной городской святыней и пользовалась особым почитанием в соборе, икону Божией Матери «Смоленская». В честь этой иконы в ковровском храме был устроен новый придел. По преданию, икона была найдена чудом уцелевшей на пепелище сгоревшей дотла деревянной церкви села Нестерово, бывшего в 7 верстах от Коврова. Решили, что икона чудотворная и перенесли её в Христорождественский храм села Коврова.
В 1837 году в Христорождественской церкви присутствовали при совершении молебна цесаревич Александр Николаевич, будущий император Александр II и его наставник поэт В. А. Жуковский. Это был первый и последний случай посещения высочайшей особой главного городского храма. В 1870 году церковь была расширена и получила статус собора. К тому времени появилась «сторожка» и ограда с воротами.
С 1920 года по 1926 год собор был кафедральным Ковровского викария Владимирского архиепископа.
Ковровский протоиерей Павел Авроров являлся с 1922 года уполномоченным от «Владимирской епархии» в Высшем Церковном Управлении, центральном органе «обновленческого» движения. Но верующий народ большей массой посещал Христорождественский собор, принадлежавший «старо-церковному» направлению. В начале 1926 года в Коврове возникает «независимая» церковная община, в уставе которой было записано, что она создается «в противовес против крайностей Тихоновской и обновленческой церкви». В ходе конфликтов Христорождественский собор закрепили за общиной староцерковной, Спасо-Преображенский за «обновленцами», церковь Иоанна Воина за «автокефалистами». В 1931 году Спасо-Преображенский собор власти закрыли. Та же участь постигла в 1938 году Христорождественский собор, венчания храма и колокольни разобраны. Кладбищенская церковь Иоанна Воина оставалась в пользовании «обновленческой» общины, но также недолго. В 1945 году закрыли и ее.
В 1946 году собор открыт, венчания восстановлены в упрощённых формах. Отреставрирован в конце 1980-х годов Оставался единственным действующим храмом в Коврове до 1991 года.
