Собор на Центральном городском холме видно почти отовсюду — приземистый, тяжёлый, с одним куполом и стенами из светлого крымского камня. Строили его долго, больше тридцати лет, с перерывом на войну, по проекту Константина Тона, и закончили только в 1888 году.
Замысел изменился ещё до начала стройки. Место для могилы выбрал себе адмирал Лазарев, командовавший Черноморским флотом; его похоронили в склепе недостроенного храма в 1851 году. Затем во время обороны города погибли трое его учеников — Корнилов, Истомин и Нахимов, — и всех положили рядом, в общий склеп. Так собор стал усыпальницей четырёх адмиралов; позже здесь похоронили ещё девять флотских офицеров.
Внутри почти нет росписей: стены облицованы тёмным мрамором, на них — доски с именами и наградами. Нижний храм с самим склепом отделён от верхнего, там всегда сумрачно и тихо, а на полу под стеклом видна общая могила, отмеченная большим крестом из чёрного мрамора. Верхний храм светлее и работает как обычная приходская церковь.
Вход свободный, но это действующий собор: во время службы по нижнему храму не ходят, женщинам нужен платок, съёмка внутри без благословения не приветствуется. Подниматься сюда от площади Нахимова минут десять в гору, зато сверху открывается вид на бухту. Не стоит путать с одноимённым собором в Херсонесе на другом конце города.
Рядом на холме стоит Матросский клуб с башней и курантами, а вниз к площади ведёт широкая лестница. Народу в соборе обычно немного, и полчаса на осмотр хватает; в дни памяти адмиралов здесь бывают службы с почётным караулом.
