Строительство собора было неразрывно связано с российским императорским домом, покровителем которого считался святой Александр Невский. Собор был построен в честь российского императора Александра II, погибшего от рук народовольцев.В закладке первого камня 1 марта 1891, в день десятой годовщины гибели императора, участвовала императрица Мария Фёдоровна. Освящение собора происходило 4 декабря 1902 года в присутствии императора Николая II, его семьи и свиты. Двухъярусный, с открытыми галереями, ялтинский собор выстроен в неорусском стиле и украшен многочисленными декоративными элементами: пилястрами, киотцами, порталами, сердечками, шатровым крыльцом. Нарядный вид ему придали бело-розовые тона. Рядом с собором была сооружена трёхъярусная колокольня, 11 колоколов для которой были отлиты в Москве. Иконы для собора были написаны мастерами из Мстеры во Владимирской губернии.