Воскресенский собор был построен в 1750 г. на месте обветшавшей деревянной Воскресенской церкви, на одном из семи холмов в центральной части Чердыни.
Собор с Воскресенский пределом был освящен в 1754 г.
К двухсветному храму было пристроено еще два придела — в 1751 г. с южной стороны, в честь Стефана Пермского и в 1785 г. Никольский, с севера.
Основное здание собора и оба придела с западной стороны объединяла обширная трапезная.
В 1789 году была пристроена колокольня.
В венчающем храм пятиглавии — четыре главы с глухими восьмериковыми барабанами поставлены по углам на четырехугольные башенки-постаменты, а пятая возвышается на двух крупных восьмигранных барабанах, из которых нижний открыт в храмовое помещение. Внушительный вид кубическому храму придают завершения стен в виде крупных полукружий с восьмиугольными окнами и зубчатые карнизы.
В 1908–1911 гг. собор значительно перестроили, на бутовом фундаменте из красного кирпича возвели расширенную трапезную, паперть, ризницу и новую колокольню. Проект и смету составил гражданский инженер из села Ильинское — Иван Константинович Бахарев.
В оформлении новых фасадов использовали старые декоративные приёмы — зубчатый карниз, полукруглые изгибы, плоские наличники с завершениями в виде цветка, лопатки. Спаренными колоннами и зубчатыми поясами украсили ярус звона колокольни, над которым разместили открытую круговую площадку. Со старой колокольни перенесли на фасад новой часть стены с живописным образом Спаса Вседержителя.
Стены и своды храма расписывал лучший чердынский живописец XVIII века Леонтий Протопопов. Среди многофигурных композиций особенно выделялась роспись (была закрыта известью) на северной стене, посвященная крещению жителей Перми Великой епископом Ионой в XV веке.
Интерьер храма украшал многоярусный иконостас (не сохранился), привезенный сюда в XVIII веке из закрытого Пыскорского монастыря.
После революции Воскресенский собор вплоть до начала 1930-х годов использовался для церковных служб. После закрытия собора в здании разместился районный Дом культуры.
В настоящее время здание собора передано Пермской епархии и начато восстановление храма.
1 июля 2008 г. на колокольню Воскресенского собора были подняты 9 новых колоколов. Самый большой колокол весит 2,7 тонны. Деньги на колокола выделил уроженец Чердыни — генеральный директор ООО «Вахрушевуголь» — Олег Игоревич Жилин. Руководил установкой знаменитый звонарь из Архангельска Владимир Марьянович Петровский.
5 июля 2008 года (суббота) новые колокола впервые за 80 лет позвали горожан на Всенощное бдение.