История его строительства связана с именем Петра I. До 1652 года на Дону вообще не было церквей: в исторических актах первой половины XVII века упоминаются только часовни в Раздорах, Черкасске и Монастырском городке. И только в 1652 году в Черкасске была построена деревянная соборная церковь во имя Воскресения Христова. В 1670 году собор сгорел. Казаки заново отстроили его, но грандиозный пожар 1687 года вновь уничтожил.
Каменный храм строился с 1706 по 1719 годы. Он был возведён во время действия указа Петра I, запрещавшего строительство каменных зданий везде, кроме Петербурга. Однако, в виду политической необходимости, Пётр сам содействовал строительству, помогая деньгами, утварью и, как утверждается, лично принял символическое участие в строительстве, положив на извести несколько кирпичей. Основные строительные работы выполнялись специально присланными царём московскими мастерами.
В 1716 году строительные работы были закончены, однако освящен храм был только 2 февраля 1719 года. Отсрочка с освящением была вызвана тем, что в 1716 году при заключительных работах под центральным куполом сорвался вниз и разбился насмерть подмастерье С.Кондратьев, а смерть в неосвященном храме обычно истолковывалась как дурной знак. Пришлось посылать в Москву за повторной благословенной грамотой, а потом освящение оттягивалось из-за отсутствия штата священнослужителей.
Воскресенский войсковой собор представляет собой девятиглавый храм высотой 49 м, построенный неизвестным архитектором в стиле украинского барокко. Возле храма возведена 48-метровая колокольня. С трёх сторон собор окружён пристроенной несколько позже двухъярусной галереей — гульбищем, визуально связавшей его с архитектурой казачьих куреней Черкасска.
Интерьер собора поражает своим убранством, находящимся в контрасте со сдержанным внешним видом. Уникальный пятиярусный позолоченный резной иконостас размером 19x23–метра содержит в себе 149 икон середины XVIII века, выполненных московским иконописцем Егором Ивановым Греком.
Из необычных деталей привлекают внимание металлические плиты перед алтарём: на они написано, что в разное время собор посещали Александр I, его брат великий князь Михаил Павлович и сын Александра II, великий князь Николай.
До 1917 года собор был богат драгоценностями. По данным соборного священника Г. Левицкого, в середине XIX века здесь хранилось около 800 кг серебра, 8 кг золотых изделий, 226 алмазов, 96 бриллиантов. Часть этого богатства была вывезена за рубеж по приказу атамана А.П.Богаевского, остальное разграблено различными "реквизиционными" командами в 20–годы. Всё то, что увезли за границу эмигранты, сохранилось, а то, что изъяли советские органы, сгинуло безвозвратно.
Возле входа в собор в стену вмурованы массивные цепи, в которые был якобы закован Степан Разин перед отправкой на казнь.
Тут же недалеко, в галерее, за металлической плитой, находится прах того человек – войскового атамана Кирилла Яковлева, – который предательски выдал своего крёстного сына Степана царскому правительству. Между папертью и колокольней выложены захваченные во время Азовского сидения трофеи.
Возле храма находится двухъярусная шатровая колокольня высотой 45,8 метра. Это единственное здание такого типа на Юге России.
Колокольня возведена по образцу строившихся в Москве восьмигранных шатровых колоколен и состоит из четырёх частей: подклета (подвала), четверика, восьмерика и увенчанного крестом восьмигранного шатра. На первом и втором этажах колокольни в 1744–1857 годах хранился войсковой казачий архив, а в подклете долгое время держали преступников.