Sobór Aleksandra Newskiego został wzniesiony w latach 1894-1900, z inicjatywy gubernatora estońskiego Siergieja Szachowskoja oraz proboszcza parafii Przemienienia Pańskiego w Tallinnie ks. K. Tizika, według projektu Michaiła Prieobrażenskiego.

Świątynię zbudowano na grobie na grobie praojca narodu estońskiego – Kaleva, by była symbolem podboju Estonii i zarazem potęgi caratu. Sobór reprezentuje styl bizantyjsko-rosyjski. W rozplanowaniu naśladuje bizantyjskie świątynie krzyżowo-kopułowe, posiada trzy absydy i pięć cebulastych kopuł. Łączna wysokość obiektu to 58 metrów. Zewnętrznie obiekt zdobiony jest mozaiką autorstwa A. Frołowa. Z kolei freski we wnętrzu soboru zaprojektował architekt Prieobrażenski. Kompozycja Komunia Apostołów w absydzie głównego ołtarza została namalowana przez M. Wasiljewa na wzór mozaiki w ołtarzu kijowskiego soboru Mądrości Bożej. Ikonostas cerkwi powstał w pracowni A. Nowoskolcewa w latach 1889-99. Ten sam autor zaprojektował trzy witraże w oknach części ołtarzowej, z wizerunkami Chrystusa Zbawiciela, Matki Bożej i św. Jan Chrzciciela. Główny ołtarz soboru poświęcony jest św. Aleksandrowi Newskiemu, dwa boczne – św. Sergiuszowi z Radoneża oraz św. Włodzimierzowi Wielkiemu. Świątynia może pochwalić się także najsilniejszym zespołem kościelnych dzwonów. W kościelnej wieży znajduje się ich 11, w tym jeden z nich waży 15 ton i jest największy w Tallinie.

Po uzyskaniu niepodległości przez Estonię pojawił się projekt adaptacji soboru i całego wzgórza Toompea na Panteon Estońskiej Niezależności, a tym samym usunięcia świątyni-symbolu rusyfikacji kraju. 1 maja 1929 roku uchwalona została ustawa o rozbiórce soboru. Decyzja ta spotkała się z protestami ludności prawosławnej, a także części duchowieństwa i wiernych większościowego Kościoła luterańskiego oraz lewicowych partii opozycyjnych. Ostatecznie do zniszczenia świątyni nie doszło. W latach 1923-36 soborem administrowała nadal parafia rosyjska, podlegająca eparchii narewskiej. W 1936 roku budynek przejęła parafia etnicznie estońska; równocześnie sobór stał się katedrą autonomicznego Estońskiego Kościoła Prawosławnego kierowanego przez metropolitę Aleksandra. Nabożeństwa odbywały się w języku estońskim.

Parafia rosyjska odzyskała sobór w 1940 roku, po aneksji Estonii do ZSRR i ponownym włączeniu Estońskiego Kościoła Prawosławnego w jurysdykcję Patriarchatu Moskiewskiego. Po zajęciu Estonii przez III Rzeszę wskutek agresji na ZSRR sobór został w 1941 roku zamknięty. Do jego ponownego otwarcia w maju 1945 roku doprowadził arcybiskup narewski Paweł. W 1947 roku wiernym odebrano piwnice świątyni, gdzie znajdowała się dolna cerkiew św. Andrzeja, po czym zaadaptowano je na schron, a następnie magazyn książek. W latach 60-tych XX wieku istniał projekt przebudowy całego soboru na planetarium, czemu skutecznie przeciwstawił się biskup talliński i estoński Aleksy.

W 1991 roku parafia soborowa odzyskała pomieszczenie po dolnej cerkwi. Osiem lat później obiekt, na wniosek parafian, otrzymał status soboru stauropigialnego – podlega bezpośrednio patriarchom moskiewskim i całej Rusi, nie zaś eparchii tallińskiej, chociaż pozostaje katedrą jej zwierzchników.   

Zdjęcia wykonano w lipcu 2014 roku.