В 1746 г. возле соборной колокольни Тобольского Кремля при митрополите Антонии был возведен небольшой Покровский (Зимний) собор, поскольку в то время Софийско-Успенский кафедральный собор в зимнее время не отапливался, поэтому службу проводить в нем было довольно затруднительно. Храм строился три года и был освящен во имя Св. Антония и Феодосия Печерских.
В 1867 г. на средства тобольского купца Николая Неволина к храму был пристоен северный придел и каменная «палатка» для церковных нужд. Сам храм получил новое название «Покровского». Украсили собор 8 глав, причем некоторые из них были похожи на китайские пагоды. Среди знаменитых икон Покровского собора историк и богослов А.И. Сулоцкий выделил три: икону Христа Спасителя, сидящего на троне с венцом, икону Богородицы Одигитрии в серебряном окладе с убрусом, украшенным жемчугом и драгоценными камнями и икону Божьей Матери, именуемой Тобольской. Последняя из упомянутых икон была переписана с Черниговской иконы Божьей Матери в 1730-х годах.
В 1848 г. тобольский купец Яков Петрович Ершов, после исцеления от болезни после молитвы перед этим образом выписал из Москвы серебряную ризу, стоимостью 500 рублей. В приделе Покровского собора находилась богатая икона Иоанна Златоуста. Святой был изображен высокого роста, со строгим лицом, длинной седой бородой и длинными так же седыми волосами. В Советское время находилась в Покровском соборе столовая.
В настоящее время отреставрированный Покровский собор функционирует в полном объеме.
