Кафедральный собор Святой недели пережил на своем веку немало потрясений: в нем был пожар, он пострадал при землетрясении и даже однажды подвергся теракту.
Нынешнее здание собора было построено в XIX веке с использованием фундамента, оставшегося от сгоревшей в 1856 году старой церкви. 
Время строительства старой церкви неизвестно, однако, принято считать, что оно приходится на X век. Несмотря на то, что в те времена обычно строились деревянные церкви, эта была сооружена из камня, очевидно, поэтому и простояла столь длительное время. Архитектурный стиль построенной церкви трудно отнести к какому-то определенному стилю. Тут и арочный навес, выполненный перед входом, и живописные цветные витражи, и купол с небольшими окнами, совершенно не характерными для православных церквей, и невысокая колокольня, которая более походит на низкий минарет. Очевидно, что все это смешение различных архитектурных стилей произошло вследствие многочисленных перестроек здания церкви. 
Внутреннее же убранство храма, наоборот, носит черты, характерные для истинно православных соборов. Позолоченный иконостас – искусная работа, выполненная Станиславом Доспевским. 
Колокола были подарены церкви в 1879 году князем Дондуковым-Корсаковым. Сквозь окна, расположенные в большом куполе храма, внутрь здания проникает яркий свет, и кажется, что даже самый неверующий грешник может поверить здесь в настоящее чудо. Местные прихожане твердо уверены в том, что любая молитва, которую человек прочитает в этом храме, будет услышана на Небесах.
Внутри собора Святой Недели с миром покоятся останки Иосифа I (болгарского экзарха).
