Budowa Do zamiaru wzniesienia wolno stojącej świątyni prawosławnej we Włocławku powrócono w 1902. Całkowicie nowy projekt przygotował architekt Jakunin przy współpracy Romana Fijałkowskiego. Kamień węgielny pod budowę świątyni został położony 30 maja 1902 na działce przekazanej bezpłatnie przez władze Włocławka, w miejscu przewidzianym na cerkiew od 1870. Prace budowlane wykonywali pracownicy sprowadzeni z guberni czernihowskiej; cegły na potrzeby inwestycji wyrabiano w cegielni w Aleksandrowie Kujawskim. Według Sokoła i Sosny całkowity koszt budowy pokryły rosyjskie władze centralne (25 tys. rubli) oraz władze miejskie (2 tys. rubli); Hankowska podaje kwotę znacznie wyższą – 67 611 rubli. Obiekt był gotowy w 1906 i 17 grudnia tegoż roku został konsekrowany.
Jak pisano we wniosku do władz Włocławka już po odzyskaniu przez Polskę niepodległości, cerkiew została wybudowana w najbardziej uczęszczanym punkcie miasta i uniemożliwiała przedłużenie ulicy 3 Maja (ówczesnej Nowej), a tym samym blokowała rozwój południowych dzielnic miasta. Autor wniosku twierdził, że przeciw takiej lokalizacji obiektu protestowali mieszkańcy Włocławka oraz część urzędników magistratu, w tym naczelnik powiatowy, który w rezultacie został przeniesiony na inne stanowiskoR. Hankowska, Rozwój układu..., s.516.