Возводился храм с 1808 по 1816 год, но вплоть до 1860 года подвергался перестройке. Собор состоит из трех соединенных в одном сооружении частей: теплой пятиглавой церкви, одноэтажной трапезной и пятиярусной колокольни. Собор интересен своей объемной композицией, оригинальным пятиглавием и органичным соединением в декоративной отделке тосканского, ионического и коринфского ордеров.
Собор является памятником православной архитектуры в стиле русского классицизма с элементами ранней эклектики. Являясь композиционным центром ансамбля соборной площади он представляет собой три соединенных в одном сооружении части: теплой пятиглавой церкви - крупный четырехпрестольный храм с трехапсидным алтарем, необычно вытянутой пониженной одноэтажной трапезной и высокой пятиярусной колокольней на одной продольной оси.
Спасский собор был освящён в 1820 году, первоначально колокольня опиралась на западную пару столбов и встроенные в стену трапезной пилоны, но в 1835 вместо прежней, встроенной в трапезную колокольни, воздвигается новая колокольня по проекту архитектора Висконти, сильно отнесенная к западу и соединенная с трапезной длинной галереей, она имела два яруса звонов, глухой барабан с башенными часами и высокий массивный шпиль.
В 1840-е годы территория собора была обнесена каменной оградой с металлической решеткой в невысоких колоннах, ворота решены в виде триумфальной арки, отчасти дублирующей боковые портики с монументальным портиком - входом, в котором использованы колонны тосканского ордера и арочный антаблемент.
В 1860-х храм вновь подвергается перестройке. Его трапезная расширяется к западу, галерея заменяется двухэтажным корпусом духовного правления, а на месте прежней трехъярусной воздвигается новая, уже пятиярусная колокольня. В 1864 году завершились все строительные работы и соборный комплекс получил свой теперешний вид. Новая пятиярусная колокольня уравновесила своей высотой кубический объем собора в соответствии с разделяющей их дистанцией. В это же время арзамаским мастером Коринским был сооружён на соборную сумму в 12000 рублей серебром, иконостас резной работы. В росписи храма участвовали известные художники: академики В.П. Верещагин, К.Ф. Гун.
Одним из первых священнослужителей Спасского собора был выпускник Казанской духовной семинарии, протоиерей П.М. Юрьев (1770-1820-е), пожертвовавший в 1809 елабужскому уездному училищу собственный дом и затем бесплатно работавший там смотрителем и законоучителем.
В 1852-1893 протоиереем собора являлся знаменитый проповедник Н.П. Мышкин (1823-1893). Его сменил на этой должности священник П.В. Дернов - ставший в годы революции одной из первых жертв красного террора. Он, а также трое его сыновей, обвиненные в организации контрреволюционного мятежа в Елабуге были расстреляны 24 февраля 1918 года.
Среди особо чтимых икон Спасского собора — икона Нерукотворного образа Спасителя, обретённая в середине 18 века.
Спасский собор имеет статус памятника архитектуры местного значения (Постановление Совета Министров Татарской Советской Социалистической Республики № 21 от 13.01.1961).
Архитектура
Выстроенный из кирпича, оштукатуренный собор с каменной и известковой отделкой интересен своей объемной композицией, оригинальным пятиглавием и органичным соединением в декоративной отделке тосканского, ионического и коринфского ордеров, присутствующих в виде пилястр, как в экстерьерах, так и в интерьерах церкви. Поярусное членение главного объема и пучки пилястр малого ордера на его фасадах находят отзвук в обработке ярусов колокольни. Сандрики алтарных окон повторяются над всеми окнами. Междуярусный пояс главного объема обегает и алтарные апсиды, и весь блок западных пристроек. Плоскостный и легкий характер декора позволяет выявить большие композиционные массы, богатая архитектурная отделка интерьера сообщает хорошо освещенному внутреннему пространству настоящую репрезентативность.
Несмотря на разновременность частей комплекса, их архитектурные формы достаточно хорошо согласованы между собой.
Интерьер
До настоящего времени внутренняя отделка собора сохранилась лишь фрагментарно: резные карнизы, пилястры с орнаментами коринфского и ионического ордера, цветной пол из керамических узорных плиток; иконостасы в стиле рококо тонкой резной работы ныне утрачены.