В Семипалатинске до 1856 года был один каменный храм – собор в честь Знаменско-Абалацкой иконы Божией Матери. По мере увеличения численности населения города встал вопрос и о строительстве нового храма. Семипалатинский историк и краевед Кашляк В. Н. так пишет об этом: «В начале 50-х годов 19-ого века, проживающий в Семипалатинской станице отставной урядник Митрофан Егорович Казаков возбудил ходатайство – построить на свои средства в этой станице каменный православный храм в честь Воскресения Христова и снабдить его утварью в достаточном количестве, для чего он приготовил уже все нужные материалы». Представленный на рассмотрение план и фасад церкви был разработан местным областным архитектором Александром Болботовым и одобрен Томской строительной комиссией, которая разрешила начать строительство. Это было 25 августа 1856 года. Место для возведения церкви было выбрано удобнейшим, с тем только ограничением, что устройство фундамента под все стены церкви, по случаю песчаного грунта земли, должно быть из хороших крепких материалов, самой правильной и тщательной кладки.
31 марта 1857 года местный протоиерей Павел Любомудров заложил означенную церковь. Здание Воскресенской церкви строилось несколько более трех лет и 10 июля 1860 года состоялось освящение главного престола в церкви в честь Воскресения Христова. Событие это состоялось празднично и торжественно.
Трагические страницы Воскресенского храма открываются со времени установления советской власти, после печально известного Декрета об отделении церкви от государства 1918 года.
В 1922 году храм был частично ограблен в ходе компании по изъятию церковных ценностей, осуществляемой якобы в помощь голодающим Поволжья.
В 1923 году, в числе других городских церквей, он переходит в руки обновленческих раскольников, позднее в подчинение Барнаульского раскольничьего григорианского центра, а с начала 30-х годов Воскресенская церковь вновь была возвращена патриаршей общине и вскоре осталась единственным в Семипалатинске православным храмом, получившем теперь статус кафедрального собора.
И второе свое рождение храм пережил в годы войны, когда в стране вновь стали открываться православные церкви.
20 марта 1944 года, группа верующих направила заявление уполномоченному по делам Русской православной церкви при Семипалатинском облисполкоме с просьбой об открытии Воскресенского храма. 27 мая на имя председателя облисполкома пришла депеша под грифом «секретно» от уполномоченного при Совнаркоме Казахской ССР: «Сообщаю Вам, что Совет по делам РПЦ при СНК СССР протоколом №7 от 5 апреля 1944 года разрешил открыть церковь в г. Семипалатинске». Церковь начала функционировать 16 апреля 1944 года.
Храм, находившийся в бесхозном состоянии в течение семи лет, представлял собой жалкое зрелище: окна были без стекол, краска с дверей, полов, окон осыпалась, алтарь требовал переделки. Денежные средства на ремонт собирали по домам верующих. Одновременно прихожане вносили пожертвования и на нужды войны. Всего в 1944-45 годах прихожанами Воскресенского собора было внесено в фонд обороны более 80 тысяч рублей. Вскоре собор принял своих первых прихожан. И, хотя звонить в колокола, все еще было запрещено, но один колокол уже хранился в закрытом первом этаже храма. В то время Воскресенский собор был единственной действующей церковью в Семипалатинске и области.
До середины 80-х гг. XX века на территории современного Восточного Казахстана действовало всего четыре православных прихода, среди них Воскресенский собор Семипалатинска, входивших в состав Алма-Атинско-Казахстанской епархии.
С приобретением Казахстаном независимости в жизни храма началась новая жизнь.
Городскими властями, по просьбе прихожан и ходатайству настоятеля собора протоиерея Феодора Проскурина и старосты прихода Р.И.Шкляевой, пустырь, бывший вокруг храма, был отдан собору. И территория храма значительно расширилась. Было построено административное здание, включившее в себя храм-крещальню во имя Всех Святых, воскресную школу, трапезную, гараж.
К 2000 году храм стал нуждаться в капитальном ремонте. На просьбу прихожан о ремонте собора акимат города откликнулся положительно и при его поддержке был открыт банковский счет для пожертвований на ремонт собора. И по мере поступления средств начался ремонт. Храм оделся в леса. Была снята вся старая потрескавшаяся штукатурка, заменены на новые маковки собора и колокольни, и сделано многое другое. К осени 2001 года капитальный ремонт собора был окончен, после которого он засиял золотыми куполами и своим обновленным внешним видом.
Церковь разделена на притвор, трапезную, основную часть и алтарь. Над основным объемом мощный восмерик, каждая грань которого прорезана узким окном с полуциркульным завершением с деревянным переплетом. Грани восмерика завершаются большими кокошниками меньшего размера, поддерживающими расширяющийся кверху восьмигранный барабан с луковидной главой с православным крестом в навершии. По углам основного объема четыре невысоких восьмигранных барабана. В западной части церкви-колокольня над притвором, устроенная по принципу восьмерик на четверик. Углы четверика обработаны пилястрами. Они имеют пятиугольные проемы с полуциркульным завершением. Восмерик со звонницей завершен аналогично главному восмерику. В целом здание сохранило свой первоначальный облик, утрачена лишь первоначальная ограда в ходе реконструкции прилегающей территории, произведенной в 90 гг. XX века.