В августе 1990 года место под строительство храма в честь Воскресения Христова в Южно-Сахалинске освятил митрополит Волоколамский и Юрьевский Питирим (Нечаев). Строительство шло медленно. Автором проекта будущего собора стал архитектор С. М. Миченко. Проект храма выполнен с использованием композиционных приёмов восходящих к архитектуре Новгорода. Большую помощь при возведении храма оказали администрация области и мэр города И. П. Фархутдинов.
23 февраля 1993 года была создана Южно-Сахалинская и Курильская епархия. Строящийся храм стал главным в епархии.
7 января 1995 года в праздник Рождества Христова в новом храме прошло первое богослужение. Но работы еще продолжались – внутреннее убранство, наружные отделочные и кровельные работы, благоустройство территории вокруг собора. Воскресенский собор стал первым полноценным православным храмовым зданием в области, так как до этого приходы располагались в обычных зданиях, переоборудованных под церкви.
11 сентября 2002 года состоялась закладка камня на начало строительства колокольни собора. Чин освящения совершил епископ Даниил. Обновленный собор приобрёл совершенно иной вид — появились просторные хоры для архиерейских певчих, почти в два раза увеличились, площадь трапезной части храма, притвор, появилась увенчанная золотым куполом колокольня. 12 октября 2003 года, после окончания возведения колокольни и реконструкции здания, состоялось освящение нового престола, которое возглавил епископ Южно-Сахалинский и Курильский Даниил. Торжественное богослужение с крестным ходов, совершённое в этот день, стало своего рода итогом первых десяти лет существования епархии.
20 августа 2003 года в авиакатастрофе погиб губернатор Сахалинской области Игорь Фархутдинов и четырнадцать других руководителей области. По инициативе епископа Даниила рядом с Воскресенским собором был воздвигнут мемориал-памятник с поклонным крестом.
В 2005 году на территории собора установлен армянский хачкар (крест‐камень), выполненный камнерезами Араратской долины из армянского туфа.
В 2007 году на территории кафедрального собора началось строительство Духовного просветительского центра, в составе которого планировался лекторий, воскресная школа, православная библиотека и другие помещения. Строительство завершилось в ноябре 2009 году, а 3 марта 2010 года состоялось открытие центра.
