К сожалению, сведений о храме очень мало и история храма сохраняется через уста старожилов. Построенный достоверно, в 1907 г. После закрытия Свято-Преображенского кафедрального собора в 1962 году и до 1990 года Пятничанская церковь стала постоянным кафедральным храмом и епархией. Сюда же был перенесен иконостас из Преображенского собора, который остался здесь и поныне.
Источник: сайт «Монастыри и храмы Украинской Православной Церкви»
400 лет назад рядом с Винницей появилось новое селение, названное Пятничаны по имени его первого владельца пана Мыська Пятничанского. Как упоминает опись 1552 г., в это время здесь проживало всего 42 крестьянина, которые посещали богослужения в Покровской церкви Винницкого замка. В начале XVIII века приход на свои средства начал строительство деревянного храма в честь Рождества Божией Матери.
1 апреля 1732 г., как свидетельствовала вырезанная на крыльце храма надпись, церковь была освящена винницким священником Красовским в честь Рождества Богородицы. Церковь была построена в древней традиции подольского храмового зодчества. По завершении строительства церковь захватили униаты. Но 29 августа 1794 г. православные миряне Пятничан во главе с настоятелем, священником Иоанном Дерманским вернулись в лоно Православной Церкви.
После присоединения Подолии к России Пятничаны стали крупным поселением, возникла необходимость расширить деревянный храм. В 1814 г. выстроена ризница, внутри устроены хоры для певчих. В 1826 г. в церкви был установлен новый четырёхъярусный иконостас. В 1861 г. построен притвор с 18-метровой колокольней, дома для причта. Деревянный храм являлся историко-архитектурным памятником и украшением города.
В 1865 г. при поддержке графов Грохольских при храме была построена деревянная церковно-приходская школа. В это время приход насчитывал 1610 прихожан, имел свою усадебную, пахотную и сенокосную земли.
С годами старый храм ветшал и не мог уже вместить всех верующих. В начале XX века было принято решение о строительстве нового каменного собора, для которого выбрали живописное место недалеко от берега реки. Храм был расположен возле основной дороги, ведущей в город. Рядом находилась паромная переправа через Южный Буг, благодаря чему люди с другого берега (ныне р-н Киевской) тоже могли посещать богослужения.
О том, как строился храм, сохранилось мало сведений. Возможно, проект был сделан городским архитектором Артыновым в 1900-х гг. Строительные работы выполняла артель старообрядцев, которой руководил немецкий инженер. Точно не известна дата освящения нового каменного храма. О его строительстве кратко упомянуто в газете «Православное Подолье» за 1 июня 1912 г. В ней описывается объезд храмов епархии епископом Каменец-Подольским Серафимом: «В предместье Винницы Пятничанах старый деревянный храм очень ветхий и построен вчёрне новый каменный». Предположительно, храм был освящен в 1913-1914 г. Первые службы в нем начались в период Первой мировой войны. Сюда из старой деревянной церкви были перенесены иконостас и иконы. Одна из них находится и поныне в храме — это список XVIII в. древней Барской чудотворной иконы Божией Матери.
Деревянный храм просуществовал до 1920 г., и как памятник архитектуры был изучен Киевским отделом охраны памятников старины. Киевские исследователи произвели обмеры и сделали фотоснимки. Чтобы сохранить храм, верующим предложили передать его приходу Слободы-Шереметской. Старинная церковь была подготовлена к переносу, но что произошло дальше — неизвестно. В Слободе-Шереметевской она так и не появилась. По некоторым сведениям, храм сгорел, но вероятнее всего, был разобран на стройматериалы.
В 1930-х гг. настоятель церкви был арестован, а сельсовет колхоза Пятничан принял тайное решение о закрытии храма. С колокольни были сброшены все колокола. После разорения в церкви организовали зернохранилище. В алтаре пытались открыть хлебный магазин. В 1940-х гг. купол разобрали и устроили в храме сельский клуб.
В 1942 г. оккупационные немецкие власти использовали церковь для сбора молодёжи, отправляемой в Германию. Старожилы рассказывали, что некоторые спаслись, убегая через подземный ход, находящийся под храмом. После освобождения города советские власти по просьбе верующих разрешили эксплуатацию храма, потребовав за это налог в 5000 рублей. Прихожане собирали деньги за аренду по всем улицам Пятничан и среди верующих Винницы. Благодаря стараниям настоятеля Рождества-Богородичной церкви протоиерея Мелетия с каждым днем прихожан становилось все больше. Cохранилось мало сведений о жизни прихода в 1950-е гг. Известны только имена клириков, служивших здесь: о. Константин, о. Петр, диакон Михаил.
В 1962 г. в Виннице был закрыт Преображенский кафедральный собор, в стенах которого устроили Дом физкультуры. Иконостас, иконы и церковную утварь верующие перевезли в Пятничанский храм, и с этого времени храм Рождества Богородицы стал кафедральным собором города. Здесь совершали богослужения епископы Алипий и митрополит Агафангел (Саввин). В 1970-80 годах здесь было два престола — в честь Рождества Богородицы и св. ап. Иоанна Богослова. В 1970-х гг. настоятелем храма был ныне покойный архимандрит Власий (в схиме — Макарий), а в 1980-х гг. — о. Стефан (Синюк). При митрополите Агафангеле в соборе провели капитальный ремонт. В 1980-х гг. храм был расписан. Первоначально центральная часть храма была расписана по образцу Владимирского собора в Киеве. После возникших повреждений, в канун празднования тысячелетия крещения Руси, сделали новые росписи в древней канонической традиции, по образцам фресок Великого Новгорода, Рождественского собора Ферапонтова монастыря знаменитого иконописца Дионисия. Центром росписи стал образ Божией Матери «Одигитрия», окруженный изображениями ангелов и святых.