В 1710 г. на Адмиралтейском лугу была построена небольшая деревянная церковь - первый собор св. Исаакия Далматского - византийского монаха, день празднования которого совпадал с днем рождения Петра I. В 1712 г. в ней состоялось венчание Петра I и Екатерины. В храме принимали присягу все чины Адмиралтейства и моряки Балтийского флота. Вторая каменная Исаакиевская церковь с многоярусной колокольней по проекту арх. Г. Матарнови была возведена на берегу Невы. В 1762 г. арх. С. И. Чевакинский разработал проект постройки собора в центре вновь созданной площади. Третий Исаакиевский собор был заложен в 1768 г. по проекту Антонио Ринальди. Во внешней и внутренней отделке предполагалось использовать сибирский и олонецкий мрамор. Строительство шло медленно. Завершил затянувшуюся стройку с изменением проекта арх. В. Бренна в 1802 г. В храме проводились богослужения в честь 100-летия основания Санкт-Петербурга. Со времнем храм обветшал.
Конкурс на разработку проекта нового собора состоялся в первом десятилетии XIX в., но из-за войны 1812-1814 гг. был отложен. В 1818 г. Александр I утвердил проект О. Монферрана. Долгое время шла доработка проекта. В 1828 г. еще до возведения стен началась установка 48 монолитных гранитных колонн портиков, каждая весом 110 тонн. Строительство собора завершилось в 1842 г., внутренняя отделка - в 1858 г.
Со времени своего освящения этот храм стал центром общегородских празднеств. В соборе хранились драгоценные святыни - Крест с Животворящим Древом Господним и значительная часть мощей св. апостола Андрея Первозванного, Нерукотворный образ Спасителя, Тихвинская икона Богоматери.