Собор был построен по инициативе Католикоса Всех Армян Вазгена Первого к 1700-летию провозглашения христианства как государственной религии в Армении. Патриарх установил собственными руками памятник на месте здания церкви. Церковный комплекс состоит из трех церквей: собор (Главная церковь), часовня святого царя Трдата III и часовня святой царицы Ашхен.

У входа в церковь расположены колокольни с более чем 30 арками и притвор. В притворе кафедрального собора хранятся мощи Григора Просветителя, которые Гарегин II привез из храма Св. Григория Армянского в Неаполе.