В 1990 году группа верующих выступила с инициативой создания в Железногорске православной общины и строительства храма. 27 декабря 1990 года по благословению правящего архиерея в город прибыл настоятель нового прихода — иерей Анатолий Кизюн.
Первое богослужение состоялось в городском музее в Рождественский сочельник, 6 января 1991 года. В этом же месяце градостроительный совет определил место для возведения храма — участок в лесопарковой зоне на берегу озера. До постройки церкви приход разместился в небольшом помещении бывшего караула ведомственной охраны ГХК.
26 июля 1992 года состоялось освящение и закладка первого камня на месте будущего храма. А 21 ноября 1999 года, в престольный праздник Архистратига Михаила, в новой церкви архиерейским чином совершена первая Божественная литургия.
В 2008 году храму Патриаршим указом присвоен статус собора.