Собор был построен в 1893 году в честь 100-летия присоединения Подолья к России. Храм строился на народные средства, собранные Александро-Невским опекунством. Закладка церкви состоялась 2 мая 1891 года, a 24 ноября 1897 собор был освящён. Строительство собора, роспись стен и закупка культовых принадлежностей обошлись более чем в 100 тысяч рублей. Помещение церкви обогревалось паровым отоплением.
Собор имел двухъярусный иконостас работы московского мастера Ахапкина. В числе пожертвований на храм был крест, присланный в подарок императрицей Александрой Фёдоровной, супругой Николая II. При церкви в начале XX веке действовало Александро-Невское братство с народной читальней и библиотекой.
В 1930-е годы храм был разобран на кирпичи. В наше время собор отстроен и вновь стал одной из первых достопримечательностей Каменца-Подольского.
Традиционные благодарности АНБ-Украина и отелю "7 дней", которые организовали блог-тур в Каменец-Подольский.