Op de feestdag van de heilige Sampson versloeg Peter de Grote Karel XII van Zweden tijdens de Slag bij Poltava. De geschiedenis van de kathedraal vindt haar oorsprong in de opdracht van Peter de Grote om een houten kerk te bouwen ter nagedachtenis aan deze overwinning. Deze overwinning leidde tot de bouw van een houten kerk in 1709. De huidige kerk van steen werd in de jaren 1728-1740 gebouwd en gewijd op 19 augustus. Een van de eerste begraafplaatsen van de stad werd bij deze kerk gevestigd waar veel prominente burgers een laatste rustplaats zouden vinden. Oorspronkelijk had de kerk slechts één koepel, maar in 1761 kreeg de kerk vijf koepels.