Решение о постройке Свято-Екатерининского собора было принято общественностью Екатеринодара 17 октября 1889 — через год после страшной катастрофы царского поезда, при которой члены августейшей семьи чудом остались живы. Строительство шло 14 лет. Над проектом работал местный архитектор И. К. Мальгерб. Храм был заложен 23 апреля 1900 г. на Екатерининской площади, где к тому времени располагалась уже обветшавшая деревянная церковь св. Екатерины 1814 г. После Октябрьской революции собор пережил «обновленчество», в 1922 г. был разграблен и должен был быть взорван. Спас собор И. К. Мальгерб, которому удалось убедить комиссию по разрушению храмов в нецелесообразности его уничтожения. Тем не менее, храм был закрыт, а возобновление богослужений произошло после освобождения Краснодара от немецко-фашистских захватчиков в 1944 г.

К празднованию 1000-летия Крещения Руси в Екатерининском соборе были проведены реставрационные работы. В 2014 г. собор отметил свой 100-летний юбилей.