Возникновение Богоявленского прихода относится к концу первой половины 18 столетия (1745-1747 годы). Первая Богоявленская церковь была деревянная. Она стояла на месте, находящемся по правую сторону впоследствии построенннного каменного соборного храма.

Собор находился в главной части города, на торговой площади, на правом берегу реки Исети. В первое время Богоявленская церковь была приходской. 25 декабря 1833 года, при учреждении в Екатеринбурге викарной епископской кафедры, Богоявленская церковь была переименована в Кафедральный Собор с оставлением при ней прежнего прихода. Постройка её была вызвана тем, что устроенная при основании в 1723 году города Екатеринбурга на левом берегу Исети мазанковая Екатерининская церковь в скором времени пришла в ветхость, и дабы было где отправлять богослужение, пока вместо нее будут строить каменную Екатерининскую церковь, решено было устроить на правой стороне Исети временную Богоявленскую деревянную церковь. Однако распоряжением митрополита Сибирского и Тобольского Антония, изложенным в грамоте на заложение сей церкви, было утверждено постоянное существование её, как церкви приходской.

Заложение деревянной Богоявленской церкви было совершено 1 августа 1745 года. Освящена она была в сентябре 1747 года. В 1755 году из-за недостаточности места в храме при нем устроен придел в честь святых первоверховных апостолов Петра и Павла.

Деревянная церковь просуществовала недолго. Из-за ветхости сначала был разобран придел, а потом, в 1774 году, и сама церковь. Каменная церковь была заложена 17 июля 1771 года. Уже 30 марта 1774 года в нижнем этаже был освящён престол в честь Святого Богоявления, а 28 июня 1775 года был освящён престол и в верхнем этаже в честь сятых апостолов Петра и Павла. В трапезной части нижней церкви на северной стороне был устроен придел в честь святителя Алексия, митрополита Московского (освящён в 1789 году). После обновления в 1823 году придел этот был вновь освящён в честь трех Московских святителей Петра, Алексия и Ионы. Позже, в конце 60-х годов, в ходе расширения Собора посредством боковых пристроек придел был совершенно упразднен. В 1868 году нижний храм был расширен пристройкой к нему двух приделов с северной и южной стороны, правого - в честь Архистратига Михаила и прочих сил бесплотных и левого - в честь трех Московских святителей. Оба придела освящены в 1869 году. Храм имел красивую колокольню высотой вместе с крестом 31 сажень (порядка 60 метров) и был обнесен железной оградой на каменном фундаменте. В числе достопримечательностей Собора были Святой Крест с частицами мощей двадцати восьми угодников Божиих, пожертвованный еще в 1819 году каким-то чиновником, ходившим на богомолье в Киев.

В нижнем храме Собора были погребены три епископа:

29 сентября 1845 года за правым клиросом был похоронен епископ Мелхиседек.

8 мая 1860 года за левым клиросом был похоронен епископ Ириней.

24 октября 1891 года за левым клиросом северного святительского придела был похоронен епископ Поликарп.

При соборе имелась церковно-приходская Благотворительная касса, основанная на капитале одного из настоятелей Собора протоиерея А.М. Кроткова, собранного и поднесенного ему прихожанами в день празднования 50-летия служения его в священном сане, имеющая своей целю оказывать пособие бедным прихожанам. При соборе имелась и женская школа грамоты, открытая в 1900 году.

Богоявленский собор был закрыт советскими властями и разрушен в 1930 году. К настоящему времени сохранился его фундамент и захоронения, сделанные по русскому обычаю в его ограде, что подтверждено в ходе археологических раскопок, проведённых в 2008 году. В фундаменте собора находятся и захоронения епископов, правивших Екатеринбургской епархией в середине и в конце XIX века.