Успенский кафедральный собор представляет собой уникальный памятник архитектуры XIX века, выполненный в стиле русского храмового зодчества ХVII века по проекту петербургского архитектора Э.Ф. Вирриха.
Первый камень в основание собора был заложен 16 июля 1891 года Наследником Цесаревичем Николаем Александровичем в ходе посещения им города Омска. Возведение храма осуществлялось на пожертвования омичей, российского купечества и лично Государя Императора Николая II.
Успенский кафедральный собор с двумя приделами, во имя святого Николая Чудотворца и святой равноапостольной Марии Магдалины, был торжественно освящен 9 сентября 1898 года.
В 1930 году храм был закрыт и в феврале 1935 года взорван. Впоследствии на месте храма был разбит Сквер Пионеров и сооружен фонтан.
В июле 2005 года Правительством Омской области было принято решение о воссоздании собора. В ходе археологических работ 16 июля 2005 года в сохранившейся крипте были обнаружены мощи священномученика Сильвестра Омского.
14 октября 2005 года состоялась церемония установки закладного камня в основание воссоздаваемого Успенского кафедрального собора. 15 июля 2007 года состоялось торжественное освящение возрождённого храма и перенос в него мощей священномученика Сильвестра.