Князь Сергей Владимирович Шаховской, назначенный в 1885 году губернатором Эстляндии, стал энергичным проводником политики императора Александра III по ограничению немецкого влияния в крае. 19 февраля 1887 года православное духовенство Ревеля (Таллин) подало князю докладную записку, в которой довело до него просьбу русского населения иметь свой соборный храм.
Это было тем более необходимо, ведь с конца XIX века число православных в городе значительно выросло.
Шаховской поддержал просьбу и исходатайствовал Высочайшее разрешение на сбор средств в пределах империи. Со всей России поступали пожертвования на постройку храма. В итоге было собрано 434 623 рубля 29 коп. Реализации идеи постройки «способствовало» и чудесное спасение царя Александра III и его семьи во время железнодорожной катастрофы в Борках 17-го октября 1888 года. В память счастливого избавления императорской семьи от гибели в России было начато строительство десятков храмов и часовен.
В 1892–1893 годах на Вышгороде (верхняя часть Старого города) были приобретены дома Эстляндской Дворянской кредитной кассы, графа Рейнгольда Ребиндера и баронессы Люции Врангель для расширения площади, выбранной под строительство собора. 30 августа 1893 года состоялось торжественная закладка.
Проект пятиглавого трех престольного собора, выполненный в традициях русского храмового строительства XVII века, был подготовлен адьюнкт-профессором Санкт-Петербургской Академии Художеств академиком М.Т.Преображенским (1854–1930). По плану он мог вместить одновременно до полутора тысяч человек.
Земляные работы начались во второй половине 1894 года. В августе следующего года состоялось освящение закладки собора, а в стену горнего места будущего алтаря была вложена позолоченная закладная доска. Каменную кладку стен собора закончили в 1897 году, что позволило уже через год завершить внутренние отделочные работы. 2 ноября 1897 года на куполах установили позолоченные железные кресты, а в июне 1898 года освятили колокола. Они были изготовлены на колокольном заводе купца Василия Михайловича Орлова в Санкт-Петербурге. Весь звон составил 11 колоколов.
30 апреля 1900 года храм был освящен епископом Рижским и Митавским Агафангелом (Преображенским).
Правый придел собора решено было освятить во имя Святого Преподобного Сергия Радонежского, а левый — во имя Святого Равноапостольного князя Владимира. 25 июня 1912 года кафедральный собор в Ревеле посетил император Николай II.
В начале 20-х годов в Эстонии был начат сбор средств для разрушения этого храма — «памятника русского насилия».
В конце 1928 года в Государственное Собрание внесли законопроект о сносе Александро-Невского собора. С помощью мировой православной общественности храм удалось отстоять. В период фашистской оккупации храм был закрыт, вновь поднимался вопрос о его сносе.
В начале 60-х от перестройки под планетарий храм спас молодой епископ Таллинский и Эстонский Алексий (Ридигер), впоследствии Святейший Патриарх Московский и Всея Руси Алексий II.
В 1999 году в знак особого покровительства таллинскому Кафедральному собору Св. Александра Невского присвоен статус ставропигиального, т.е. храма, напрямую подчиненного Патриарху Московскому и Всея Руси.
После восстановления независимости Эстонской Республики в Рийгикогу (парламенте Эстонии) поднимался вопрос о расширении стоянки для автомобилей за счет площади, которую можно будет создать в результате сноса кафедрального собора. Поскольку тогда приходы Русской Православной Церкви в Эстонии, сохранившие каноническое подчинение Московскому Патриархату, не были признаны в Эстонской Республике, а здание официально принадлежало государству, его снос представлялся вполне реальным. В защиту православной святыни дважды были проведены многолюдные крестные ходы, собор удалось отстоять. В конце прошлого и начале XXI века здесь были проведены реставрационные и ремонтные работы.
Собор никогда — за исключением периода немецкой оккупации — не закрывался и всегда оставался центральным православным храмом Эстонии.
Источник: Прибалтийские русские: история в памятниках культуры (1710–2010). — Рига: Институт европейских исследований, 2010
